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Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zum Löten
eines aus einer Anzahl von Segmentblechen fügbaren Metallblocks, bei dem
Lotmaterial in zwischen einander benachbarten Segmentblechen gebildeten – kapillaren – Lötspalten
eine vollflächige, stoffschlüssige Verbindung
geringer Schichtdicke vermittelt, wobei zur Vorfixierung der Segmentbleche in
einer durch das Löten
zu erzielenden, fest gefügten
Konfiguration der Grundform nach stabförmige Fixierungselemente vorgesehen
sind, die durch miteinander fluchtende Öffnungen einander benachbarter
Segmentbleche hindurchtretend, sowie durch formschlüssigen Eingriff
mit den Öffnungsrändern die Segmentbleche
in der vorgesehenen Anordnung zueinander halten, und wobei das Lotmaterial
in Depoträumen
bereitgestellt ist, die mit den Lötspalten in kommunizierender
Verbindung stehen.
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Eine Anordnung dieser Art ist durch
die WO 01/02119 A1 bekannt.
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Bei einer typischen Anordnung der
bekannten Art haben die Segmentbleche jeweils dieselbe, z. B. rechteckige
Kontur und werden zum Verlöten
in einem Stapel angeordnet, bei dem die großflächigen Begrenzungsflächen der übereinander
angeordneten Segmentbleche horizontal verlaufen und die schmalen,
den Konturenverlauf markierenden Konturenverlauf Stirnflächen an
den Längs-
und Querseiten des – insgesamt
quaderförmigen – Stapels
koplanar verlaufen. Um die Segmentbleche vor dem Verlöten in der
für den
fertigen Metallblock vorgesehenen Konfiguration fixieren zu können, sind
die Segmentbleche mit kreisrunden Ausnehmungen gleichen Durchmessers
versehen, in deren deckungsgleicher Anordnung den Stapel durchsetzende, "vertikale" Kanäle gegeben
sind, in die z. B. rundstabförmige
Fixierungselemente einsetzbar sind, die durch ihren formschlüssigen Eingriff
mit den Rän dern
der Öffnungen der übereinander
angeordneten Segmentbleche deren lagerichtige Vorfixierung untereinander
vermitteln. Hierbei kann es ausreichend sein, wenn zwei solcher
Kanäle
und Fixierungselemente vorhanden sind, um die definierte Anordnung
der Segmentbleche zueinander zu erzielen.
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Das Lotmaterial wird in Depoträume eingelegt,
die ihrerseits durch miteinander fluchtend angeordnete Ausnehmungen
neben- bzw. übereinander angeordneter
Segmentbleche gebildet sind, wobei das Volumen solcher Lotdepoträume signifikant
größer ist
als das Volumen des eingelegten Lotmaterials, so dass dieses sich,
wenn es aufschmilzt, sich gleichsam in einem unteren Bereich des
Aufnahmekanals ansammeln kann. In diesen Depoträumen sind durch eingesetzte
Profilstücke
kapillare Lotzuflusspfade gebildet, über die das geschmolzene Lotmaterial – durch
Kapillarwirkung – zu
den übereinander
angeordneten Lötspalten
aufsteigen und in diese eintreten kann, wobei diese Lötspalte
durch ihre Kapillarwirkung aus dem "vertikalen" kapillaren Versorgungspfad das flüssige Lotmaterial
abziehen, das zur großflächigen Benetzung
und Verbindung der die jeweiligen Lötspalte begrenzenden Segmentblechflächen benötigt wird.
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Bei der bekannten Art der Lotmaterialzufuhr zu
den großflächig begrenzten
Lötspalten,
müssen die
Lotdepoträume "nach unten" geschlossen sein, damit
aufgeschmolzenes Lotmaterial nicht auslaufen kann. Die Lotaufnahme
erfolgt in den einzelnen – übereinander
angeordneten – Lötspalten
gleichsam seriell, derart, dass zuerst der tiefstgelegene Lötspalt das
Lot einzieht und hiernach erst die darüber liegenden Lötspalte
sukzessive das geschmolzene Lot aufnehmen.
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Dies hat zur Folge, dass der Lötprozess.
insbesondere dann, wenn eine große Anzahl von Segmentblechen
miteinander verlötet
werden müssen, sehr
viel Zeit in Anspruch nehmen kann, die mit der Zahl der Segmentbleche
anwächst.
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Da hierbei tiefer gelegene Lötspalte
länger mit
dem Zuführungslotpfad
in "Übernahme"-Kontakt stehen als
höher gelegene
Lötspalte,
kann es im tiefer gelegenen Bereich des Metallblocks auch dazu kommen,
dass Lot aus den Lötspalten,
nachdem diese jeweils vollflächig
mit Lot befällt
sind, wieder austritt und mindestens teilweise zu einer Außenbenetzung
des Metallblocks, d. h. im Bereich der schmalen Randstirnflächen der
Segmentbleche führt.
Um einen hiermit verbundenen Lotmaterialverbrauch zu kompensieren
und sicherzustellen, dass in sämtlichen Lötspalten
eine vollflächige
Verlötung
erfolgen kann, muss in die Lotdepots erheblich mehr Lotmaterial eingebracht
werden, als es allein zur Verlötung
der großflächig begrenzten
Lötspalte
erforderlich wäre.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher,
eine Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern,
dass einerseits der Zeitbedarf des Lötprozesses und andererseits
der Lotmaterialverbrauch signifikant reduziert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Hiernach werden die – stabförmigen – Fixierungselemente
als Träger
für Lotmaterial
ausgenutzt, das als Beschichtung auf die Fixierungselemente aufgebracht
ist. Die Segmentbleche und die Fixierungselemente sind dahingehend
aneinander angepasst, dass in der Vorfixierungskonfiguration des Blocks,
in der die Fixierungselemente durch die miteinander fluchtenden Öffnungen
der Segmentbleche hindurchtreten, die Lotmaterialbeschichtung jeweils beidseits
des jeweils überquerten
Lötspalts
kraftschlüssig
in Anlage mit den Öffnungsrändern der Segmentblechöffnungen
gehalten ist, wodurch zum einen die Fixierung der Segmentbleche
aneinander erzielt und zum anderen Lotmaterial unmittelbar an die
Lötspaltränder angrenzend
angeordnet ist. Dadurch vermittelt die erfindungsgemäße Anordnung den
Vorteil, dass Lötmaterial,
sobald es schmilzt, unmittelbar von dem jeweils nächstgelegenen
Lötspalt aufgenommen
und durch dessen Kapillarwirkung in den Spalt gleichsam hineingezogen
wird, was bei allen Lötspalten
praktisch gleichzeitig – "parallel" – stattfindet, mit der Folge,
dass sich der Lötprozess
innerhalb einer kürzestmöglichen
Zeitspanne vollzieht, nämlich
etwa derjenigen, die im wesentlichen dem Zeitbedarf entspricht,
der für
das Entstehen der Lötverbindung
im Bereich eines einzigen Lötspaltes
gegeben ist. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird auch eine
gut gleichmäßige Qualität der Lötverbindungen
erzielt, und es genügt
ein vergleichsweise geringer Überschuss
an Lotmaterial, um Vollflächigkeit
der Lötverbindung
zu garantieren.
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Die gemäß Anspruch 2 vorgesehene Art
der Beschichtung der Vorfixierungselemente durch Aufgalvanisieren
ist insbesondere dann geeignet, wenn als Lotmaterial zum Hartlöten geeignete
Metalle wie Kupfer oder Silber verwendet werden.
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Die gemäß Anspruch 3 vorgesehene Art
der Beschichtung der Vorfixierungselemente durch Tauchen in geschmolzenes
Lotmaterial ist auf einfache Weise mit üblichem Weichlotmaterial durchführbar.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 4 bis
9 sind alternativ oder in Kombination nutzbare Gestaltungsvarianten
von Vorfixierungselementen angegeben, die bei der erfindungsgemäßen Anordnung
als Träger
für Lotmaterial
geeignet sind.
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Durch die Merkmale des Anspruchs
10 sind, dem prinzipiellen Aufbau nach, Anordnungen mit flach-plattenförmigen Vorfixierungselementen
umrissen, die eine wohl dosierte Lot-Zumessung zu den einzelnen
Lötspalten
eines zufügenden
Metallblocks ermöglichen,
wobei durch die Merkmale der Ansprüche 11 und 12 alternative oder
auch in Kombination benutzbare Gestaltung von Lot-Depot-Fächern angegeben
sind.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 13 bis
17 sind einfach realisierbare Gestaltungen von Klemmelementen solcher
plattenförmiger
Fixierungselemente angegeben, die wiederum alternativ oder in beliebiger
Kombination nutzbar sind. Hierbei kann es sowohl im Falle höcker-förmiger als
auch im Falle rippenförmiger
Fixierungselemente, die sich in Einsteckrichtung erstrecken, zweckmäßig sein
kann, wenn solche Elemente, quer zur Einsteckrichtung gesehen, in
seitlichem Abstand voneinander angeordnet sind. Hierbei können rippenförmige Klemmelemente
sich jeweils nur über
Teillängen
des gesamten Einsteckweges erstrecken, die sich in einzelnen Richtungen überlappen,
und es können
höckerförmige Klemmelemente über unterschiedliche
Längen des
Einsteckweges verteilt angeordnet sein. Eine zweckmäßige Möglichkeit
der Realisierung von Klemmelementen kann auch darin bestehen, dass mit
zunehmendem Einsteckweg Klemmelemente mit zunehmender Dicke mit
den Rädern
der Aufnahmekanäle
des Metallblocks in Eingriff gelangen.
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Unter Einsatz erfindungsgemäßer Anordnungen
durch Hart- oder Weichlöten
gefügte
Metallblöcke
bedürten
im Bereich äußerer Mündungsöffnungen
von Kanälen,
die durch in Querschnittsüberlappung
stehende Öffnungen
oder Spalte einander jeweils benachbart angeordneter Segmentbleche
gebildet sind, vielfach einer – insbesondere
spanabhebenden – Nachbearbeitung,
z. B. eines Aufbohrens eines Kanalabschnittes oder des Einschneidens
eines Gewindes, d. h. einer für
ihren Gebrauchszweck erforderlichen ergänzenden Bearbeitung. Soweit
ein in Mehrschichtlöttechnik
hergestellter Metallblock "im Inneren" mit einem vielfach
verzweigten Kanalsystem versehen ist, muss in der Regel dafür Sorge
getragen werden, dass bei der Nachbearbeitung anfallende Späne nicht
ins Innere des Metallblocks gelangen und über diesen in angeschlossene
Geräte
gelangen und dort zu Schäden
führen
können.
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Um zu diesem Zweck äußere Mündungsöffnungen
eines derartigen Metallblocks – zum
Zweck der Nachbearbeitung desselben – zeitweise verschlie ßen zu können, ist
in der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 18 vorgesehen, dass
die Kanäle
des Blocks, deren Mündungsöffnungen
an äußeren Begrenzungsflächen desselben
angeordnet sind, jeweils in einem Abstand vom Rand der Mündungsöffnung mit
einer eine ringförmig
oder winklig-rahmenförmig
geschlossene, ebene Fläche
markierenden Randstufe versehen sind, die durch eine ebene Begrenzungsfläche eines
aus magnetisch weichem Material bestehenden Segmentbleches des Blockes
gebildet ist, so dass durch Auflegen eines Magneten oder einer mit
mindestens einem Permanentmagneten bestückten Verschlussscheibe das
Innere des Blockes gegen die äußere Mündungsöffnung derart
absperrbar ist, dass Späne
nicht ins Innere des Blockes gelangen könne, wobei der Abstand der
inneren Randstufe der Kanäle
von der Ebene der Mündungsöffnungen
signifikant, d. h. mindestens um die Tiefe einer Bearbeitung, die
im Randbereich der Mündungsöffnung erfolgt,
größer ist
als die größte von
der Randstufe aus gemessene Dicke der genannten Verschlussscheibe,
die an dem ring- oder rahmenförmigen
Stützbereich
durch Magnetwirkung kraftschlüssig
fixierbar ist.
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Es versteht sich, dass die Verschlussscheibe und
die sie tragende Ringstufe des Blocks nicht zwangsläufig ebene
Anlageflächen
haben müssen, sondern
dass die blockseitige und die verschlussscheibenseitige Anlagefläche lediglich
komplementär gestaltet
sein müssen
und im übrigen
weitgehend beliebig geformt sein können.
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Wenn, wie gemäß Anspruch 19 vorgesehen, das
die Randstufe bildende, aus magnetisierbarem Material bestehende
Segmentblech zur magnetisch-kraftschlüssigen Abstützung und
Fixierung der Verschlussscheibe von der Randstufe aus radial nach
innen weisende Stützvorsprünge hat,
lässt sich auf
einfache Weise eine sichere Abstützung
und Fixierung der Verschlussscheibe bzw. des Permanentmagneten erreichen,
ohne dass der Strömungsquerschnitt
für durch
den abgeschlossenen Kanal strömendes
flüssiges
oder gasförmiges
Medium drastisch reduziert wird.
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In einer zum Verschluss von Kanälen relativ großen lichten
Querschnitts geeigneten Gestaltung der Verschlussscheibe gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 9 besteht diese aus einem Trägerblech aus nichtmagnetischem
Material und in Ausnehmungen desselben eingesetzten Permanentmagneten, die
vorzugsweise im äußeren Randbereich
der Scheibe angeordnet sind und sich auf dem aus magnetisch weichem
Material bestehenden Segmentblech abstützen, das die Randstufe innerhalb
des Blockkanals bildet.
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Wenn, entsprechend den Merkmalen
des Anspruchs 20, die Verschlussscheibe über einen Dichtring an der
Randstufe abstützbar
ist oder an einer mit dieser konzentrischen Ringfläche größeren lichten
Durchmessers abstützbar
ist, ist sichergestellt, dass Kühlflüssigkeit,
die bei einer spanabhebenden Bearbeitung des Blocks zur Schonung
des Bearbeitungswerkzeuges verwendet wird, nicht in das Innere des
Blocks gelangen kann.
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Das Fügen eines einheitlichen Metallblocks durch
Zusammenlöten
eines vielschichtigen Segmentblechstapels erlaubt die Realisierung
sehr komplexer Gestaltungen von Innenräumen eines solchen Metallblocks,
die in aller Regel nicht mit herstellungsbedingten Verunreinigungen
belastet sein dürfen.
Es muss unbedingt vermieden werden, dass z. B. beim Aufbohren einer
den Metallblock durchquerenden Lagerbohrung für eine Welle anfallende Späne in den Innenraum
des Blocks gelangen könne,
aus dem sie wegen dessen komplizierter Gestaltung praktisch nicht
mehr entfernt werden können,
unter dem Einfluss z.B. von strömendem
Schmieröl
jedoch im Block wandern und im Bereich der Lager Schäden verursachen
können.
Um diesem Problem gerecht zu werden, ist bei einer Anordnung zum
zeitweisen Verschließen
einer Übergangsöffnung, über die
ein innerer Kanal eines in Mehrschichtverbundtechnik gefügten Metallblocks,
der aus einer Vielzahl miteinander verlöteter Segmentbleche besteht,
in einen durchgehenden Anschlusskanal des Blocks übergeht,
der nach dem Fügeprozess
einer spanabhebenden Bearbeitung unterworfen werden muss, vorgesehen, dass,
realisiert durch Gestal tungen der einzelnen Segmentbleche, die Übergangsöffnung in
einer ringnutförmigen
radialen Erweiterung des Anschlusskanals angeordnet ist, der durch
Ausnehmungen von Segmentblechen gebildet ist, die aus magnetisch weichem – magnetisierbarem – Material
bestehen, wobei die Übergangsöffnungen)
innerhalb einer ebenen oder glatt gekrümmten zylindrischen Begrenzungsfläche der
radialen Erweiterungen des Blocks angeordnet ist, an der zur Abdeckung
der Öffnung eine
permanent-magnetische Folie dicht anliegend kraftschlüssig fixierbar
ist. Eine solche magnetische Folie kann auf einfache Weise während der
Nachbearbeitung zum Abschluss des zu bearbeitenden Kanals gegen
mit diesem Kommunizierende, andere Teile des Blockinnenraumes benutzt
werden.
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Durch die "magnetischen" Anordnungen zum zeitweisen Verschließen von
Blocköffnungen können langwierige
Reinigungsprozesse und/oder komplizierte Gestaltungen, die das Reinigen
erleichtern sollen, entbehrlich machen.
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Die Erfindung wird nach folgend anhand
in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
mehrere Segmentbleche umfassenden, durch Vorfixierungselemente in
definierter Konfiguration zusammengehaltenen Segmentblech-Stapel
in schematisch vereinfachter, perspektivischer Darstellung,
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2a ein
Ausführungsbeispiel
eines rundstabförmigen
Fixierungselements mit in Längsrichtung
verlaufenden Kerbrippen und zwischen diesen angeordneten Lot-Materialdepots,
im Schnitt quer zur zentralen Längsachse
des Fixierungselements,
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2b ein
als Federstift ausgebildetes Fixierungselements in einer der 2a entsprechenden Schnittdarstellung,
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2c eine
Teilansicht des Fixierungselements gemäß 2b, gesehen in Richtung des Pfeils IIc
der 2b,
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2d ein
Fixierungselement, das zwei Flachkeile umfasst, die in miteinander
fluchtende Schlitze der Segmentbleche des Stapels eintreibbar sind,
in der die Fixierung vermittelnden Spannstellung, im Schnitt längs der
gemeinsamen Mittelebene der Keile und der Schlitze,
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2e die
Flachkeile des Fixierungselements gemäß 2d als vorgefertigte, die Montage erleichternde
Einheit, in einer der 2d entsprechenden
Schnittdarstellung,
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2f eine
Ansicht des Fixierungselements gemäß den 2d und 2e,
gesehen in Richtung des Pfeils IIf der 2d,
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2g ein
zum Fixierungselement gemäß den 2d und 2e analoges Fixierungselement, das drei
Flachkeile umfasst, in einer der 2d entsprechenden
Darstellung,
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2h das
Fixierungselement gemäß 2g, gesehen Richtung des
Pfeils IIh der 2g,
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2i ein
zu dem Fixierungselement gemäß den 2g and 2h analoges, dreiteiliges Fixierungselement
in einer der 2g entsprechenden
Ansichtsdarstellung,
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2j ein
als C-Profil ausgebildetes federelastisches Fixierungselement im
Schnitt längs
einer parallel zu den Lötplatten
verlaufende Ebene,
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2k ein
ab federelastischer, wellblechförmiger
Profilstab ausgebildetes Fixierungselement in einer der 2j entsprechenden Schnittdarstellung,
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2l ein
flach-plattenförmiges,
rechteckiges Fixierungselement mit den Lötspalten einzeln zugeordnete
Löt-Depots
und mit federantreibenden Klemmelementen,
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2m bis 2p Einzelheiten spezieller
Gestaltungen von Klemmelementen der Fixierungselemente gemäß 2l in einer dieser entsprechenden Darstellung,
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2q eine
Ansicht eine an der Außenseite eines
Metallblocks gemäß 1 angeordnete, flach-plattenförmigen Fixierungselements,
das zur Begrenzung von Lot-Depot-Fächern dient, die im übrigen durch
Ausnehmungen von Segmentblechen berandet sind,
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2r das
Fixierungselement gemäß 2q im Schnitt längs der
Linie IIr + IIr 2q,
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2s Einzelheiten
der Anordnung und Gestaltung von Klemmelementen des Fixierungselements
gemäß den 2q und 2r,
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3a ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer Anordnung zum zeitweisen Verschließen einer äußeren Mündungsöffnung eines Funktionskanals
eines Metallblocks gemäß 1 mittels eines Permanentmagneten
als Verschlussscheibe,
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3b die
Anordnung gemäß 3a, gesehen in Richtung
des Pfeils IIIb der 3a,
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3c ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer zur Anordnung gemäß den 3a und 3b analogen Anordnung für vergleichsweise
größere Öffnungsquerschnitte,
in einer der 3a entsprechenden
Darstellung,
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3d die
Anordnung gemäß 3c, gesehen in Richtung
des Pfeils IIId der 3c,
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3e eine
Abwandlung der Anordnung gemäß 3a in einer dieser entsprechenden
Darstellung,
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3f bis 3h weitere zum Anordnungsbeispiel
gemäß den 3a und 3b funktionsanaloge Anordnungen in entsprechenden
Darstellungen,
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4a eine
Anordnung zum zeitweisen Verschließen der Übergangsöffnung, über die ein Querkanal eine
Metallblocks an einen dem Durchmesser nach größeren Kanal runden Querschnitts
anschließt,
mittels eines flexiblen Magnetbandes und
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4b die
Anordnung gemäß 4a im Schnitt längs der
Linie IVb-IVb der 4a.
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Die in der 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Anordnung
ist dafür
gedacht, in einem Stapel 11 übereinander liegend angeordnete,
plattenförmige Segmentbleche 12/i (i
= 1 bis N) zu einem einheitlichen, festen, gleichsam "einstückigen" Metallblock 12 zu
verlöten
dessen äußere Form
im wesentlichen derjenigen des Plattenstapels 11 entspricht.
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Für
den Metallblock 12 sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit, d.
h. lediglich zum Zweck der Erläuterung,
angenommen, das er als Gehäuseblock eines
Geräts
dient, innerhalb dessen durch miteinander in Querschnittsüber lappung
stehende, nicht dargestellte Ausnehmungen der Segmentbleche 12/i bis 12/N Hohlräume und/oder
Kanäle
gebildet sind, die entweder als Aufnahmen oder als Verbindungskanäle für weitere
Maschinen- oder Geräteelemente
dienen. Diesbezüglich
schematisch angedeutete Öffnungen
des Metallblocks 12 sind mit 13/1 bis 13/4 bezeichnet.
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Für
das zur Erläuterung
gewählte
Anordnungsbeispiel sei angenommen, dass die Segmentbleche 12/i rechteckig
berandet sind, mit Kantenlängen
von einigen Zentimetern und einer Dicke zwischen zwei und fünf Millimetern,
und dass sie mit den dem Flächenbetrag
nach großen
Begrenzungsflächen
aneinander anliegend zu dem insgesamt quaderförmigen Stapel 11 aufeinander
gelegt sind. Um eine möglichst
hohe Festigkeit des durch den Lotvorgang zu schaffenden "einstückigen" – Metallblocks 12 zu
erzielen, ist es erforderlich, die zwischen den Segmentblechen 12/i durch
deren große
Begrenzungsflächen
berandeten Lötspalte 14/j (j
= 1) bis (N – 1)
vollständig
mit Lot zu verfüllen.
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Diese Lötspalte 14/1 bis 14/N-1 haben,
wenn die Segmentbleche 12/1 bis 12/N noch lose
aufeinander gestapelt sind, wegen der jeweils nur punktförmigen Anlage
einander noch eine hinreichende vertikale "lichte Weite", dass sich flüssiges Lot innerhalb dieser
Spalte aufgrund der Kapillarwirkung gleichmäßig flächig verteilen kann und dies
auch dann noch, wenn die Segmentbleche zusammen gedrückt werden,
z. B. durch ein auf das oberste Segmentblech 12/1 aufgesetztes,
nicht dargestelltes Gewicht.
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Um eine Vorfixierung des Segmentblech-Stapels 11 in
derjenigen Konfiguration zu erzielen, die nach dem Löten dem
fertigen Metallblock 12 entspricht, sind Fixierungselemente 15/1 bis 15/6 vorgesehen,
die durch einen kraftformschlüssigen Eingriff
mit Kanälen 16/1 bis 16/4 des
Segmentblechstapels 11, die durch miteinander fluchtende
Ausnehmungen der Segmentbleche 12/i gebildet sind, deren zuverlässige Fixierung
in der für
den Lötprozess
erforderlichen Konfiguration vermitteln.
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Diese Fixierungselemente, zu deren
Erläuterungen
nunmehr auch auf die Darstellungen der 2a bis 2c verwiesen
sei, sind auch als Träger
für Lötmaterial 18 genutzt,
so dass mit der Vorfixierung des Plattenstapels 11 mittels
der Fixierungselemente 15/1 bis 15/4 auch Lotdepots
geschaffen sind, in denen das Lotmaterial 18 bereit gestellt
ist, das für
die großflächige Verlötung der
Segmentbleche 12/1 bis 12/N erforderlich ist.
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Das gemäß der perspektivischen Darstellung
der 1 im vorderen Teil
des Segmentblech-Stapels 11 angeordnete Fixierungselement 15/1 ist
als Kerbstift ausgebildet, der einen rundstabförmigen Kern 19 hat,
von dem Kerbrippen 21 im wesentlichen dreieckigen Querschnitts
radial abstehen, deren Kerbkanten 22 parallel zur zentralen
Längsachse 23 des
Kerbstiftes 15/1 verlaufen (2a).
Bei dem zur Erläuterung
gewählten
speziellen Ausführungsbeispiel
sind acht Kerbrippen 21 vorgesehen, die, gesehen in Richtung
der zentralen Längsachse des
Kerbstiftes 15/1 azimutal in Winkelabständen von jeweils 45° angeordnet
sind. Sie sind so dimensioniert, dass die Einhüllende 24 ihrer Kerbkanten 22 eine
Zylinderfläche
ist, deren Durchmesser geringfügig
größer ist
als der Durchmesser der kreisrunden Segmentblechöffnungen 26, die in
ihrer Gesamtheit den Kanal 16/1 bilden, in den das Fixierungselement 15/1 eintreibbar
ist. Desweiteren sind die Kerbrippen 21 so gestaltet, dass
ihre in Winkelgraden gemessene Basisbreite den Winkelabstand der
Basiskanten 27 einander azimutal benachbarter Kerbrippen 21 entspricht,
die in der zylindrischen Mantelfläche des Kerbstiftkerns 19 verlaufen.
Zwischen den jeweils benachbarten Kerbrippen 21 ist der
Kerbstift 15/1 mit einer außen zylindrischen Schicht aus
Lotmaterial 18 beschichtet, deren Außendurchmesser im wesentlichen
dem Durchmesser der Segmentblechöffnungen 26 entspricht,
die den Einsteckkanal 16/1 für den Kerbstift 15/1 bilden.
Zweckmäßigerweise
ist der Kerbstift 15/1 an seinem Einsteck-Ende mit einer
kurzen konischen Zentrier-Fase versehen.
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Bei dieser Gestaltung des Fixierungselement 15/1 werden,
sobald das Lotmaterial 18 schmilzt sämtliche Lötspalte 14/1 bis 14/N-1 gleichmäßig mit Lot
versorgt. Hiermit weitestgehend funktionsanalog ist das dem erläuterten
Fixierungselement 15/1 diametral gegenüberliegend angeordnete "hintere" Fixierungselement 15/3,
bei dem funktionell den Kerbrippen 21 entsprechende Rippen
in der Art von Gewindegängen
einer Schraube gestaltet sind. Als Fixierungselement kann auch ein
Schraubbolzen verwendet werden, in dessen Gewinde drahtförmiges Lotmaterial
eingelegt ist, dass beim Eindrücken
der Schraube in ihren Kanal 16/3 innerhalb der Gewindegänge der
Schraube soweit zusammendrückbar
ist, dass es flächig
an den Aussparungs-Rändern
der Segmentbleche anliegt.
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Eine funktionsanaloge, nicht eigens
dargestellte Abwandlung eines Fixierungselements im wesentlichen
rundstabförmiger
Gestaltung kann darin bestehen, dass ein zylindrischer Bolzen mit über seine
Länge diskret
verteilten koaxialen Rillen versehen ist, in die Lot-Materialringe
eingesetzt sind, die beim Einstecken des Bolzens in die mit einander
fluchtenden Öffnungen
des Stabes 12 etwas zusammengedrückt werden und dadurch die
Kraftschlüssige
Vorfixierung des Stabes vermitteln.
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Das gemäß der perspektivischen Darstellung
der 1 im linken Eckbereich
des Segmentblechstapels 11 vereinfacht und in Einzelheiten
in der 2b dargestellte
Fixierungselement 15/2 ist als Federstift ausgebildet,
der einen relativ dickwandigen, zylindrischen, mit einem Längsschlitz 28 versehenen
Federstahlmantel 29 hat, dessen Außendurchmesser im entspannten
Zustand des Federstiftes 15/2 dem Durchmesser der miteinander
fluchtenden – kreisrunden – Segmentblechöffnungen 26 entspricht,
die den Einsteckkanal 16/2 für dieses Fixierungselement 15/2 bilden.
Eine Schicht aus Lotmaterial 18 ist mindestens außenseitig
auf das Fixierungselement 15/2 aufgebracht, so dass dessen
Außendurchmesser,
solange es sich im entspannten Zustand befindet, um den doppelten
Wert der Schichtdicke des Lotmaterials 18 größer ist
als der Durchmesser der Segmentblechaussparungen, die den Einsteckkanal für das Fixierungselement 15/2 bilden.
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Das Fixierungselement 15/2 ist
mit einer Zentrierfase 31 versehen, die das Einstecken
in den Einsteckkanal 16/2 erleichtert.
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Wenn das Fixierungselement 15/2 in
den Kanal 16/2 eingesteckt ist, steht sein Federstahlmantel 29 unter
einer Vorspannung, mit der eine Tendenz zu radialer Aufweitung des
Fixierungselements 15/2 einhergeht. Dadurch wird das Lotmaterial 18,
selbst dann wenn die Vorspannung des Federstiftes 16/2 bei
Löttemperatur
drastisch erniedrigt ist, dennoch zuverlässig gegen die Kanalbegrenzung
gedrängt und
kann leicht in die Lötspalte eingezogen
werden.
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Mindestens im Falle der Verwendung
eines "hohlen" Federstahlstiftes 15/2 als
Fixierungselement ist es bei der dargestellten Anordnung zweckmäßig wenn
der Kanal 16/2, in den der Federstift 15/2 einsteckbar
ist, an seiner unteren Öffnungsseite verschließbar ist,
was mittels eines einfach gestalteten, nicht eigens dargestellten
Stopfens ohne weiteres möglich
ist, der nach dem Lötprozess
seinerseits in den Kanal eingelötet
ist.
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Dies gilt sinngemäß auch für eine Verwendung in den 2j und 2k dargestellter Varianten federnder
Fixierungselemente 15/5 bzw. 15/6, die für ein Einstecken
in Kanäle 16/5 mit
flach-rechteckigem lichtem Querschnitt gedacht sind (2l).
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Das Fixierungselement 15/5 gemäß der Schnittdarstellung
der 2j ist, der Grundform
nach als C-Profil ausgebildet, dass, gesehen in den Kanal 16/5 eingesteckten
Zustand, symmetrisch bezüglich der
Kanal-Quermittelebene 66 gebildet ist, die rechtwinklig
zu den breiteren, einander gegenüberliegend angeordneten
Kanal-Begrenzungsflächen 67/1 und 67/2 verläuft.
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In diesem eingesteckten Zustand des
Fixierungselements 15/5 liegt dieses, unter Vorspannung stehend,
mit seinem relativ breiten Mittelschenkel 68/1 relativ
großflächig an
der einen breiten Kanalbegrenzungsfläche 67/1 an und mit
und mit linienförmiger
Berührung
seiner stark gekrümmten "Querschenkel" 69/1 und 69/2 an
den schmalen Querbegrenzungswänden 71/1 und 71/2 des
Aufnahmekanals 16/5 an, der wie der Darstellung der 2l entnehmbar, von einer
Vielzahl von rechteckigen Aussparungen der Segmentbleche gebildet
ist.
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Die Profil-Querschenkel 69/1 und 69/2 des Fixierungselements 16/5 schließen mit
glatter Krümmung
an den Mittelschenkel 68/1 des Fixierungselements 15/5 an.
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Im entspannten Zustand des Fixierungselementes 15/5 hat
auch dessen Mittelschenkel 68/1 eine flache Krümmung, deren
Krümmungsrate
signifikant z.B. zehnmal größer ist
als der Krümmungsradius
der einander gegenüberliegend
angeordneten C-Profilschenkel 69/1 und 69/2.
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Die Lotmaterialschicht 18 ist
auf die "äußere" konvexe Seite des
federelastischen Profilkerns 19 aufgebracht.
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Der Krümmungsradius der einander gegenüberliegend
angeordneten Profilschenkel 69/1 und 69/2 des
Fixierungselements 15/5 gemessen für die Außenfläche der Lotmaterialschicht 18 entspricht
im wesentlichen dem halben Wert der zwischen den breiten Kanalbegrenzungsflächen 67/1 und 67/2 des "rechteckigen" Blockkanals 16/5 gemessenen
lichten Weite w des selben.
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Das Fixierungselement 15/5 gemäß 2j ist so dimensioniert,
dass seine stark gekrümmten Schenkel 69/1 und 69/2 jeweils
einen Bogen von etwa 180° umspannen,
so dass im Bereich der freien Ränder
der stark gekrümmten
Profilschenkel 69/1 und 69/2 diese sich gleich
tangential an die dem Mit telschenkel 68/1 abgewandte breite
Kanal-Begrenzungsfläche 67/2 anschmiegen.
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Durch diese Formgebung des Fixierungselements 15/5 in
Verbindung mit der Gestaltung des Aufnahmekanals 16/5 wird
eine präzise
kraft-formschlüssige
Vorfixierung der Segmentbleche 12/i des Segmentblech-Stapels 11 erzielt.
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Dasselbe gilt sinngemäß auch für das in
der 2k dargestellte,
mit dem Fixierungselement 15/5 gemäß 2j weitestgehend funktionsanaloge Fixierungselement 15/6,
das, wiederum gesehen in der Querschnittsdarstellung, in der Art
eines Wellblechs ausgebildet ist, dass in der dargestellten Fixierungskonfiguration,
unter Vorspannung stehend, mit jeweils linienförmiger Berührung an den breiten Querbegrenzungsflächen 67/1 und 67/2,
sowie den schmalen Querbegrenzungswänden 71/1 und 71/2 des
jeweiligen Einsteckkanals 16/5 abgestützt und dadurch wieder kraftschlüssig die
erforderliche Fixierung der Segmentbleche des Stapels 11 in
deren für das
zusammenlöten
zum einheitlichen Metallblock vorgesehenen Position vermittelt.
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Bei dem zur Erläuterung gewählten, speziellen Ausführungsbeispiel
gemäß 2k hat das Fixierungselement 15/6 beidseits
eines Sinus-wellenförmigen
Mittelbereiches glatt an diesen anschließende, zylinder-sektorförmige Randabschnitte 72/l und 72/r,
die jeweils glatt an den wellenförmigen
Mittelbereich 72 anschließen.
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Bei der für das Fixierungselement 15/6 gemäß 2k vorgesehenen Gestaltung
ergibt sich eine insgesamt bezüglich
der zentralen Achse 73 des Einsteckkanals 16/5 und
damit auch des Fixierungselement 15/6 axial symmetrische
Konfiguration bei der das Fixierungselement 15/6 in der
beiden Breiten Begrenzungswände 67/1 und 67/2 des
Einsteckkanals 16/5 jeweils dreimal und die schmalen Querwände 71/1 und 71/2 des
Einsteckkanals 16/5 je einmal linienförmig berührt. Der elastische Kern 19 des
Fixierungselement
15/6 ist beidseitig mit Lotmaterial-Beschichtungen 18/1 und 18/2 versehenen.
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Es versteht sich, dass ein Fixierungselement 15/6 der
anhand der 2k geschilderten
Art auch mit einer anderen Zahl von Wellen" Bergen" und "-Tälern" und damit in einer
bezüglich
der Quermittelebene 66 des Einsteckkanals 16/5 symmetrischen Neugestaltung
realisiert werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich zu
im Wesentlichen rundstabförmigen
Fixierungselementen 15/1 bis 15/3, wie anhand
der 2a bis 2c erläutert bzw. den C-Profilstab- oder
den wellförmigen
Fixierungselementen 15/5 bzw. 15/6, wie anhand
der 2j und 2k erläutert, können auch aus Flach-Materialteilen bestehende
Fixierungselemente 15/4 verwendet werden, wie schematisch
im rechten Eckbereich des Segmentplattenstapels 11 (der 1) und mehr im Einzelnen
in den Schnittdarstellungen der 2d bis 2i dargestellt.
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Das Fixierungselement 15/4 gemäß den 2d und 2e umfasst ein Paar von Flachkeilen 32/1 und 32/2,
die jeweils denselben Keilwinkel α haben. Die
beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 haben, gesehen in
den Schnittdarstellungen der 2d und 2e jeweils die Form eines
rechtwinkligen Trapezes, bei dem die Länge b des rechtwinklig zu den
beiden Basiskanten a und c verlaufenden Trapezschenkels der Gesamtdicke
des Segmentblechstapels 11 entspricht. Die zwischen den "großen" trapezförmigen Seitenflächen der
Flachkeile 32/1 und 32/2 gemessen Dicke d derselben
entspricht der lichten Weite von langgestreckt-rechteckigen Schlitzen 33 der Segmentbleche 12/i.
Diese Schlitze sind miteinander fluchtend angeordnet, so dass sie
einen den Stapel 11 durchsetzenden rechteckigen Kanal 34 bilden,
in den die beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 in
der aus der 2d ersichtlichen
Anordnung einsetzbar sind, in der die beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 mit
ihren schrägen
Schenkeln aneinander anliegen und mit ihren rechtwinklig zu den
Basiskanten verlaufenden Schenkeln an den schmalen Begrenzungsflächen 36 und 37 der
Rechteck-Schlitze der Segmentbleche 12/1 bis 12/N abgestützt sind.
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Die Länge I der Schlitze 33 der
Segmentbleche 12/i ist geringfügig kleiner als die Summe der Längen a und
c der Basiskanten der trapezförmigen Keilflächen.
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Die Flachkeile 32/1 und 32/2 sind
gemäß der Darstellung
der 2d mit jeweils entlang
einer Reihe in vertikalem Abstand voneinander angeordneten Lot-Depot-Fächern 38/1 bzw. 38/2 versehen,
die je einem der Lötspalte 14/1 bis 14/9 zugeordnet
sind, derart, dass aus jedem der Lot-Depot-Fächer 38/1 und 38/2 geschmolzenes
Lot direkt in den zugeordneten Lötspalt
eingezogen werden kann. Bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel haben die Lot-Depot-Fächer die
Form eines Quadrates, dessen unterer Rand jeweils geringfügig unterhalb des
zugeordneten Lötspaltes
verläuft,
wenn sich die Flachkeile 32/1 und 32/2 in der
Fixierungs-Konfiguration (2d)
befinden. Die Aufteilung der Lot-Depot-Fächer 38/1 und 38/2 ist
so gewählt,
dass einander benachbarte Lötspalte 14/1 bis 14/9 jeweils
alternierend über
die Lot-Depots des einen Flachkeils 32/1 und des anderen
Flachkeils 32/2 versorgt werden.
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Durch die individuelle Zuordnung
der Lot-Depots 38/1 und 38/2 zu je einem der Lötspalte 14/N-1 wird
erreicht, dass in allen Lötspalten
das Fügen gleichzeitig
erfolgt.
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Insbesondere für den Fall, dass die Zahl der mit
Lot zu versorgenden Lötspalte 14/j ungerade
ist und demgemäß die Zahl
der Lot-Depot-Fächer 38/1 und 38/2 der
beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 sich – um 1 unterscheidet,
ist es zweckmäßig, wenn
die beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 in der richtigen
Paarung als einheitliches Teil vorgefertigt werden und erst beim
Einsetzen in den "Spann" – Kanal 34 des Segment-Blech-Stapels 11 voneinander
gelöst
werden.
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Zu diesem Zweck können die beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 im
Bereich ihrer schrägen
Schenkelkanten 39/1 und 39/2 über dünne, im Abstand voneinander
angeordnete Brücken 41/1 und 41/2 zusammenhängend ausgeführt sein;
hierbei sind die beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 so
weit gegeneinander versetzt angeordnet, dass der Abstand ihrer parallelen
Schenkelkanten 42/1 und 42/2 signifikant geringer
ist als der Abstand 1 (2f)
der schmalen Begrenzungsflächen 36 und 37 des
den Segmentblechstapel 11 durchsetzenden Aufnahmekanals 34,
in den die durch die beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 gebildete
Montageeinheit in der aus der 2e ersichtlichen
Konfiguration eingesetzt werden kann, in der der eine Flachkeil 32/1 mit
seiner breiteren Basiskante a an einer als Montagehilfe dienenden
Platte 43 abgestützt
ist und der andere Flachkeil 32/2 mit seinem durch die
breitere Basiskante berandeten Endabschnitt aus dem Kanal 34 des
Stapels 11 herausragt.
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Beim Eintreiben dieses Flachkeils 32/2 in den
Kanal 34 des Stapels 11 brechen schon bei geringen
Kräften,
die z.B. durch Schlageinwirkung auf die äußere Basiskante des Flachkeils 32/2 ausgeübt werden,
die dünnen
Brücken 41/1 und 41/2 an
Sollbruchstellen 44/1 und 44/2, die an der schrägen Schenkelkante 39/2 des
einzutreibenden Flachkeils 32/2 angeordnet sind, ab und
der Flachkeil 32/2 kann in üblicher Weise in den Kanal 34 eingetrieben
werden, bis die in der 2d dargestellte
Spannstellung des die beiden Flachkeile 32/1 und 32/2 umfassenden
Fixierungselements 15/4 erreicht ist, in der die Lot-Depot-Fächer 38/1 und 38/2 des
jeweiligen Flachkeils 32/1 und 32/2 ihre je einen
der Lötspalte überquerende "Versorgungs"-Position einnehmen.
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Ein zu dem Fixierungselement 15' gemäß den 2d bis 2f analoges Fixierungselement kann auch,
wie durch die 2g beispielhaft
dargestellt, symmetrisch gestaltet sein, mit 2 Flachkeilen 46/1 und 46/2,
die identisch ausgebildet sein können
und einem dazwischen angeordneten gleichschenklig-trapezförmigen Flachkeil 46/3.
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Abweichend von der symmetrischen
Gestaltung gemäß den 2g und 2h kann auch die hiermit weitgehend analoge
Gestaltung von Fixierungselementen gemäß 2i vorgesehen sein, bei der lediglich
die Flachkeile 46/1 und 46/2 mit Lot-Depot-Fächern 38/1 bzw. 38/2 versehen
sind, die je einzeln einem der Lotspalte zugeordnet sind.
Der zwischen den Flachkeilen 46/1 und 46/2 angeordnete,
gleichschenklig-trapezförmige
Flachkeil 46/3, durch dessen eintreiben in Richtung des
Pfeils 89 das Festspannen der Fixierungselemente erfolgt,
ist hier nicht mit Lot-Depot-Fächern
versehen.
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Das gemäß der Darstellung de 2i oberste Segmentblech 12/1 und
das unterste Segmentblech 12/N sowie einander benachbarte
innere, "mittlere" Segmentbleche 12/i und 12/i+1 haben
jeweils einseitig schlitzförmig
erweiterte Kanal-Öffnungen,
in die einseitig von den Flachkeilen 46/1 und 46/2 abstehende
Zonen 91/1 und 91/2 der Flachkeile 46/1 und 46/2 hineinragen,
die bevor der zentrale trapezförmige
Keil 46/3 in den Kanal eingetrieben wird, schon in die
dargestellte Position gebracht werden können, durch die schon eine
lösbare
Fixierung der Segmentbleche aneinander möglich ist, jedenfalls im Umfang
der zwischen den obersten und untersten Segmentbleche angeordnet
weiteren Segmentblechen 12/2 bis 12/N-1.
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Die Flachkeile 46/1 und 46/2 können selbstverständlich auch
so gestaltet sein, dass ihre jeweils äußersten abstehenden Zonen 91/1 bzw. 91/2 an
den aneinander abgewandten Außenflächen der
Segmentbleche 12/1 und 12/N angreifen, so dass
sämtliche
Segmentbleche 12/i der "lösbaren" Vorfixierung zugänglich sind.
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Durch die formschlüssig definierte
Anordnung der Flachkeile 46/1 und 46/2 ist eine
sehr präzise
Zuordnung der Lehr-Lot-Depot-Fächer 38/1 und 38/2 zu
den Lötspalten erzielbar.
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Bei Vorfixierungselementen der anhand
der 2d bis 2h erläuterten Art werden die Lot-Depotfächer 38/1, 38/2 des
jeweiligen Flachkeils 32/1 und 32/2 bzw. des gleichschenklig-trapezförmigen Flachkeils 46/3 zweckmäßigerweise
ausgestanzt, wobei Stanzwerkzeuge mit dem lichtem Querschnitt der Lot-Depotfächer entsprechendem
Stanz-Querschnitt verwendet werden.
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Auf der selben Stanzmaschine und
mit den selben Stanzwerkzeugen werden aus Kupferblech als Hartlotmaterial,
das die selbe Dicke hat wie das Eisen-Material, aus dem die Flachkeile hergestellt werden,
quadratische oder rechteckige Teile ausgestanzt, die in die Lot-Depotfächer 38/1 und 38/2 leicht eingedrückt und
eingesetzt werden können.
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Zur Herstellung wird zweckmäßiger Weise eine
kombinierte Stanz- und Laserschneid-Maschine verwendet, auf der
sowohl die Stanzvorgänge
durchführbar
sind, als auch das Zuschneiden der trapezförmigen Keile erfolgen kann.
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Zu den flach-platten-förmigen Fixierungselementen
gemäß den 2d bis 2h Bau-Funktionsanaloge, aus Flachmaterial
bestehende Führungselemente,
die in schmale Aufnahmekanäle 34 (2h) schlitzförmigen Querschnitts
einfuhrbar sind, können,
wie in der 21 beispielhaft dargestellt,
auch als "einstückige" vorzugsweise rechteckige
Platten 74 ausgebildet sein, die mittels einfacher Klemmelemente 76/1 bis 76/3 in
den schlitzförmigen
Kanälen 34 des
Segmentblechstapels 11 kraftschlüssig fixierbar sind.
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Für
das in der 21 dargestellte Fixierungselement 15/7 ist
zum Zweck der Erläuterung angenommen,
dass es aus einem Federstahl-Material bestehe, und dass die Klemmelemente 76/1 bis
/3 einstückig
mit dem plattenförmigen
Grundkörper
des Fixierungselements 15/7 ausgeführt sind.
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Für
die Gestaltung des Fixierungselementes 15/7 und dieses
aufnehmenden Kanals 34 des Plattenstapels 11 ist
weiter vorausgesetzt, dass die Schlitz weite w des Kanals 34 (vgl. 2i) der Dicke des flach-platten-förmigen Fixierungselements 74 entspricht
und die Schlitzlänge 1,
d. h. der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden schmalen Begrenzungsflächen 72/1 und 72/r (vgl. 2k) des Kanals 34 der
Breite b des Fixierungselements 74, jeweils abgesehen von
einem kleinen, zur Einführung
des Fixierungselementes in den Kanal 34 erforderlichen
Führungsspiels,
entsprechend.
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Die Anordnung der Lotdepotfächer 38/1 und 38/2 innerhalb
des Fixierungselements 15/7 entspricht derjenigen des Fixierungselementes 15/4 gemäß den 2f und 2d in dessen in der 2d dargestellten Löt-Konfiguration, so dass in
soweit auf diesbezüglichen
Beschreibungsteile vennriesen werden kann.
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Geeignete Klemmelemente können in
den aus den Detaildarstellungen der 2m bis 2r ersichtlichen Gestaltungen
als elastisch oder auch plastisch verformbare Zungen (2m und 2o) oder Brücken (2g) ausgebildet sein, die nach dem Einstecken
in den jeweiligen Stapel-Kanal 34 in die aus den 2n, 2p oder 2r ersichtliche
Klemm-Konfiguration verformt sind.
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Das zungenförmige Klemmelement gemäß den 2m und 2n ist aus einem gängigen Stahl-Material z.B.
dadurch auf eine einfache Weise herstellbar, dass aus der Stahlplatte
eines Fixierungselements 15/7 ein schmaler Längsschlitz 77 und
ein schmaler Querschnitts 78 ausgestanzt werden, so dass
sich ein insgesamt L-förmig
verlaufender, einseitig randoffener Schlitz 77, 78 ergibt,
der außenseitig
durch die Zunge 76/1 berandet ist, der durch Auswärtsbiegen
eine bleibende Verformung aufgeprägt wird, eine in der 2m dargestellt, die der
Gestaltung des Fixierungselements 15/7 vor dem Eintreiben
in den zugeordneten Kanal des Segmentblechstapels 11 entspricht.
Nach dem Eintreiben des Fixierungselement 15/7 in seinem
Aufnahmekanal 34 liegt die Summe 76/1, unter einer
Mindestvorspannung stehend an der einen schmalen Schlitzbegrenzungswand 72/1 des
Plattenstapels 11 an und bewirk dadurch die reibunschlüssige Fixierung
es Fixierungselements 15R.
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Das mit dem Klemmelement 76/1 gemäß den 2m und 2n funktionsgleiche Klemmelement 76/2 gemäß den 2o und 2p ist brückenförmig gestaltet als gleichsam äußere Begrenzung
einer durch Aufweiten einer Ausstanzung erzielbaren Öffnung 79 des
Fixierungselements 15/7 und ist mittels eines einzigen
Stanz-Formwerkzeuges rationell in einem Arbeitsgang erstellbar.
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Eine zweckmäßige Gestaltung eines zungenförmigen Klemmelements
kann auch dahingehend bestehend, dass ein Klemmelement 76/2 in
der Konfiguration gemäß 2o an einer Basisseite der Brücke, wie
gestrichelt angedeutet, aufgeschnitten wird, so dass ein zungenförmiges Element
entsteht, dass im Einstecken Fixierungselements in den Aufnahmekanal 34 einen
vergleichsweise niedrigeren Widerstand entgegensetzt als das "geschlossene" Klemmelement gemäß 2o und 2p.
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Die insoweit anhand der 2d bis 2p erläuterten, plattenförmigen,
ein- oder mehrteiligen Fixierungselemente 15/4, bei denen
Lot-Depotfächer
an den Fixierungselementen selbst vorgesehen sind, eignen sich für eine Anordnung "im inneren" des Plattenstapels 11,
d. h. für
einen Einsatz in Kanälen 34, die
einen geschlossenen rechteckigen lichten Querschnitt haben.
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Zur Erläuterung von gleichsam an den
Außenseiten
des Plattenstapels 11 ansetzbaren Fixierungselementen 15/8 sei
nunmehr auf Detaildarstellungen der 2q bis 2s Bezug genommen: Bei der Anordnung
gemäß den 2q und 2r sind die miteinander zu verlötenden Segmentbleche 12/i an
schmalen, äußeren Stirnseiten,
die insgesamt die großflächigen Außenflächen des
Metallblocks 10 bilden, flache randoffene C-Nuten 34c gleichen
lichten Nutquerschnitt angeordnet, die in jeweils miteinander fluchtender
Anordnung von breiten Nutgrundflächen 81,
einander gegenüberliegend
angeordneten schmalen C-Schenkelinnenflächen 82l und 82r sowie
insgesamt miteinander fluchtender schmaler Innenflächen 83l und 83r schmaler,
aufeinander zuweisender Führungs-Profilschenkel 84l und 84r der
die C-Nuten berandenden Profilelement der Segmentbleche Einsteckkanäle für flach-rechteckig
ausgebildete Fixierungselemente 15/8 bilden; die Dicke
d der Fixierungselemente 15/8 entspricht beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
dem Abstand der schmalen Innenflächen 83l und 83r von
der breiten Nutgrundfläche 81 und
die Breite b der Fixierungselemente 15/8 dem Abstand der
schmalen inneren Schenkelflächen 82l und 82r voneinander,
die rechtwinklig an die Nutgrundflächen 81, einerseits
sowie an die schmalen Innenflächen 83l und 83r der
Führungsprofilschenkel 84l bzw. 84r anschließen. Durch
den formschlüssigen
Eingriff der Fixierungselemente 15/8 mit den miteinander
fluchtend angeordneten C-Nuten
der Segmentbleche 12/i ist deren vorgesehene Konfiguration
markiert. Die zur Vorfixierung ertorderliche kraftschlüssige Fixierung
der Fixierungselemente 15/8 erforderlichen Klemmelemente
können auch
eine der bereits erläuterten,
geeigneten Weise residiert sein.
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Zur Bildung von Lot-Depot-Fächern 38/1 und 38/2 geeignete
Hohlräume
sind bei dem in den 2q und 2r dargestellten Ausführungsbeispiel
dadurch gebildet, dass die Segmentbleche 12/i zu den C-Nuten
hin offene U-förmige
Aussparungen 86/1 und 86/ haben, die innerhalb
des Stapels jeweils zwischen durchgehenden Abschnitten der benachbarten Segmentbleche –1 und +1
angeordnet sind, so dass sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel,
bei denen mit Ausnahmen eines untersten Segmentbleches 12/N sämtliche
Segmentbleche 12/1 bis 12/N-1 mit je einer randoffenen
Ausnehmung 86/1 bzw. 86/2 versehen sind, zwei
Reihen solcher Ausnehmungen 86/1 und 86/2 ergeben.
Selbstverständlich
ist die dargestellte Anordnung nicht zwingend, sondern kann nur
in vielfältigerweise
abgewandelt sein, sofern gewährleistet
ist, dass jeder Lötspalt mit
mindestens einem der Lot-Depot-Fächer 38/1 und 38/2 in
kommunizierender Verbindung steht, und dass die Lot-Depot-Fächer in
der Vorfixierungs-Konfiguration durch die Fixierungselemente 15/8 nach
außen
dicht abgeschlossen sind.
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Klemmelemente, die eine kraftschlüssige Fixierung
der Fixierungselemente 15/8 in den C-Aufnahmenuten in dem
Metallblocks vermitteln, sind daher zweckmäßigerweise so gestaltet und
angeordnet, dass sie die Fixierungselemente 15/8 in Anlage mit
der Nutgrundfläche 81 der
C-Nuten 34c drängen.
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Derartige Klemmelemente können z.B.
als scharfkantig-prismenförmige,
in Einsteckrichtung verlaufende Rippen 87 ausgebildet sein,
wie im linken Teil der vergrößerten Detaildarstellung
der 2s dargestellt oder
als konvex flach gewölbte
kalottenförmige
oder spitzkegelförmige
Höcker 88 ausgebildet
sein, wie im rechten Teil der 2s dargestellt,
wobei diese Klemmelemente an den Dünnflächen 83l und 83r der
Führungsprofilschenkel 84l und 84r angreifen.
Es versteht sich, dass die Form der Klemmelemente 37 und 38,
der Einsteckweg der Fixierungselemente deren Anordnung die Materialpaarungen
so aufeinander abgestimmt sein müssen, dass
die sichere Fixierungs-Konfiguration
hinreichend mühelos
erreichbar ist.
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Um den Metallblock 12 nach
dem Zusammenlöten
der Segmentbleche 12/i im Bereich äußerer Mündungsöffnungen 13/1 bis 13/4 von
Funktionskanälen
oder -hohlräumen
des Metallblocks spanabhebend bearbeiten zu können, ohne dass hierbei anfallende
Metallspäne
in den komplex gestalteten Innenraum des Metallblocks gelangen können, ist
es notwendig, diese Öffnungen 13/1 bis 13/4 für die Dauer
der Bearbeitung verschließen
zu können.
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Zur Erläuterung diesbezüglich geeigneter Anordnungen
von Verschlusselementen und Gestaltungen des Metallblocks 12 im
Bereich solcher Öffnungen
sei zunächst
auf die 3a bis 3h Bezug genommen.
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Für
die durch die Figuren repräsentierten
Anordnungsbeispiele sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit vorausgesetzt,
dass die Segmentbleche 12/i des jeweiligen Metallblocks 12 aus
einem magnetisch weichen Eisen-Material
bestehen, und dass Funktionskanäle 47,
die zum Zweck einer Nachbearbeitung des jeweiligen Blocks z. B.
mittels eines lediglich in der 3a schematisch
angedeuteten Fräsers 48 verschließbar sind,
durch bezüglich
einer zentralen Achse 49 konzentrisch angeordnete Öffnungen 51/i kreisrunden
lichten Querschnitt der miteinander verlöteten Segment-Bleche 12/i gebildet sind,
wobei die zentrale Achse 49 des jeweiligen Kanals 47.
senkrecht zu den die Lötspalte großflächig berandenden
Begrenzungsflächen
der Segment-Blech 12/i verläuft. Beim Erläuterungsbeispiel gemäß den 3a und 3b haben die kreisrunden Öffnungen 51/1 und 51/2 der
beiden äußeren Segment-Bleche 12/1 und 12/2 einen
signifikant größeren Durchmesser
als die "inneren" Öffnungen 51/3 bis 51/i,
die einen "inneren" Kanalabschnitt bilden, der über eine
ringförmige
Randstufe 52 an den äußeren Mündungsabschnitts
des Kanals 47 anschließt, der
durch die beiden Öffnungen 51/1 und 51/2 der äußeren Segment-Bleche 12/1 und 12/2 gebildet
ist.
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Auf diese Ringstufe 52 ist
als Verschlussscheibe 53 ein kreisscheibenförmiger Permanentmagnet
auflegbar, dessen Durchmesser annähernd dem Durchmesser der Öffnungen 5111 und 51/2 der äußeren Segmentbleche 12/1 und 12/2 entspricht, sodass
der Permanentmagnet auf einem überwiegenden
Teil der Ringfläche
der ringförmigen
Kanalstufe 52 aufliegt und, damit ein hergehend, die den Magneten
auf der Stufe haltende Anziehungskraft einen hohen Betrag hat.
-
Die Dicke des Permanentmagneten 53 ist
signifikant kleiner gewählt
als die zwischen der durch die Bearbeitung zu erzielenden ebenen
Außenfläche 54 des
Metallblocks 12 und der Ringstufe 52 des Kanals 47 gemessene
Tiefe des im Durchmesser erweiterten Mündungsbereiches 47/1 des
Kanals 47, so dass sichergestellt ist, dass der Magnet 53 durch
die Bearbeitung nicht beschädigt
wird und auch noch genügend
Raum für
die Aufnahme von aus der Bearbeitung resultierenden Spänen vorhanden
ist, die der Magnet 53 gleichsam einfängt, wenn das Bearbeitungswerkzeug 48 über die Öffnung hinwegbewegt wird.
-
Wie schematisch im linken Teil der 3a angedeutet, kann bei
Bedarf zwischen dem Magneten 53 und der Ringstufe 52 ein
Dichtring 56 aus einem weichelastischen Material angeordneten
werden, der unter der Anziehungskraft, die zwischen dem Magneten 53 und
dem die Ringstufe 52 bildenden Segment-Blech 12/3 wirkt,
gleichsam zu einer Ringscheibe deformiert wird, in der sich eine
gute Abdichtung des Mündüngsabschnitts 47/1 des
Kanals 47 gegen seinen dem Durchmesser nach kleineren inneren
Abschnitt 47/2 ergibt, so dass dem Bearbeitungsbereich
zugeleitete Kühlflüssigkeit
nicht in den Innenraum des Metallblocks 12 gelangen kann.
-
Alternativ zur Verwendung eines Dichtungsringes
kann der Magnet 53 zum Zweck einer Abdichtung auch mit
einer dünnen
Kunststoffbeschichtung versehen sein.
-
Das Anordnungsbeispiel gemäß den 3c und 3d unterscheidet sich von dem anhand
der 3a und 3b erläuterten hinsichtlich der Gestaltung des
Metallblocks 12 lediglich dadurch, dass die Absolutwerte
der Durchmesser des inneren Kanalabschnitts 47/2 und der
Durchmesser des Mündungs-Abschnitts 47/1 beträchtlich
größer sind,
und hinsichtlich der Gestaltung der Vorschlussscheibe 53/1 dadurch,
dass mehrere je für
sich gesehen kreisscheibenförmigen
Permanentmagnete 53/2 im peripheren Bereich einer aus nicht
magnetischem Material bestehenden Kreisscheibe axial symmetrisch
bezüglich
des Scheibenzentrums angeordnet und fest mit dieser verbunden sind;
diese Art von Verschlussscheibe kann an beliebige – großflächige – Querschnitte
von Funktionskanälen 47 angepasst werden.
-
Das Anordnungsbeispiel gemäß 3e unterscheidet sich von
demjenigen gemäß 3a dadurch, dass der durch
die – kreisrunden – Öffnungen 51/1 und 51/2 gebildete äußere Mündungsabschnitt des
Funktionskanals 47 eine zweite, äußere Ringstufe 52/2 hat,
die dadurch gebildet ist, dass der Durchmesser der Öffnung 51/1 des äußeren Segment-Bleches 12/1 größer ist
als der Durchmesser der Öffnung 51/2 des
dem äußeren Segmentblech 12/1 benachbarten
Segmentbleches 12/2. Der von der Öffnung 51/2 dieses
ersten inneren Blechsegments 12/2 aufgenommene kreisscheibenförmige Permanentmagnet 53/3 hat
eine Dicke, die geringfügig
größer ist als
die Dicke des Blechsegments 12/2, sodass er in seiner Haft-Position
entsprechend aus der Öffnung 51/2 des
Blechsegments 12/2 "nach
oben" geringfügig herausragt.
-
Mittels einer auf die äußere, kreisberandete Stirnfläche des
Permanentmagneten 53/3 aufgelegten, vergleichsweise dünnen Kreisscheibe 57 aus magnetisch
weichem Eisen-Material, die von dem Magneten 53/3 mit hoher
Kraft angezogen wird, ist zwischen dieser Kreisscheibe 57 und
der freien Ringfläche 52/2 des
Segmentbleches 12/2 ein Dichtungsring 58 aus weichelastischen
Kunststoffmaterial einspannbar, der funktionsanalog zu dem Dichtring 56 der
Anordnung gemäß 3a ist.
-
Die den 3f bis 3h entnehmbaren
Anordnungsbeispiele sind denjenigen gemäß den 3a und 3b hinsichtlich
Aufbau und Funktion weitgehend analog. Unterschiedlich gegenüber diesen
ist lediglich die Form der Öffnung 13/3 desjenigen
Segmentbleches 12/3, an dem sich der eine Verschlussscheibe
bildende Permanentmagnet 53 axial abstützt.
-
In der Gestaltung der Öffnung 13/3 gemäß den 3f und 3g hat diese einen der Grundform nach
kreuzförmigen
lichten Querschnitt, dessen freie Fläche dem Betrage nach der freien
Querschnittsfläche
des inneren Kanalabschnitts 47/2 entspricht, der durch
die kreisrunden Öffnungen 51/4 bis 51/n gebildet
ist.
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In der Gestaltung des den Magneten 53 tragenden
Segmentbleches 12/3 gemäß 3h sind in axial 3-zählig-symmetrischer
Anordnung drei etwa kreissektor-förmige Öffnungen 13/31, 13/32 und 13/33 vorgesehen,
die durch radiale Stege 59/1, 59/2 und 59/3 die
im Zentrum der Öffnungsanordnung
zusammenhängen,
gegeneinander abgegrenzt sind.
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Auch bei dieser Gestaltung des Metallblocks 12 ist
die gesamte lichte Querschnittsfläche der drei sektorförmigen Öffnungen
gleich oder annähernd gleich
der lichten Querschnittsfläche
der Segmentblechöffnungen
des inneren Kanalabschnitts 47/2.
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Bei dem in 4a und 4b dargestellten
Anordnungsbeispiel hat der Metallblock 12 einen sämtliche
Segmentbleche 12/i durchsetzenden Funktionskanal 47,
dessen zentrale Achse 49 senkrecht zu den Ebenen der Lötspalte verläuft und
zwei in diesen Kanal 47 mündende Querkanale 61/1 und 61/2,
die einen zu den Lötspaltebenen
parallelen Verlauf haben. Der Funktionskanal 47 hat zwischen
einem äußeren Mündungsabschnitt 47/1,
der durch kreisrunde Ausnehmungen 51/1 und 51/2 der
beiden äußeren Segmentbleche 12/1 und 12/2 gebildet
ist und einem inneren Verbindungsabschnitt 47/2, der durch
kreisrunde Öffnungen 51/6 bis 51/i gebildet
ist, die denselben Durchmesser haben, wie die Öffnungen 51/1 und 51/2 der
beiden äußeren Segmentbleche 12/1 und 12/2,
einen radial erweiterten Übergangsabschnitt 47/3 der
durch kreisrunde Ausnehmungen 51/3, 51/4 und 51/5 der
Segmentbleche 12/3, 12/4 und 12/5 gebildet
ist, deren Durchmesser größer ist
als derjenige der Ausnehmungen, die den Mündungsabschnitt 47/1 und
den Verbindungsabschnitt 47/2 des Funktionskanals 47 bilden.
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Die beiden Querkanäle 61/
und 61/2 sind durch miteinander fluchtende Schlitze des "mittleren" Segmentbleches 12/4 gebildet,
deren Schlitzwangen 62/1 und 62/2 (4b) paarweise miteinander
fluchten. Beidseits der Darstellungsebene der 4b sind die Querkanäle 61/1 und 61/2 durch
die einander zugewandten Begrenzungsflächen der Segmentbleche 12/3 und 12/5 berandet,
so dass sich für
die beiden Querkanäle 61/1 und 61/2 eine
rechteckige Form ihres lichten Querschnitts ergibt.
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Die Konturen der Übergangsöffnungen, über die die Querkanäle 61/1 und 61/2 in
den Funktionskanal 47 übergehen,
liegen auf einer glatten Zylindermantelfläche, die durch die "mittleren" kreisrunden Öffnungen 51/3, 51/4 und 51/5 der
Segmentbleche 12/3 bis 12/5 markiert ist.
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Um zu verhindern, dass bei einer
spanabhebenden Bearbeitung des Mündungsbereichs 47/1 des
Funktionskanals 47 Späne
in die Querkanäle 61/1 und 61/2 und
weitere, mit diesen verbundene Hohlräume des Metallblocks 12 gelangen
können, wird
bei der Anordnung gemäß den 4a und 4b in den radialen Erweiterungsbereich 47/3 des
Funktionskanals 47 ein flexibles Magnetband 63 eingesetzt,
dass sich in der aus der 4b ersichtlichen Anordnung
an die zylindrische Wandbegrenzung der radialen Erweiterung anschließt und die Übergangsöffnungen 64/1 und 64/2 dicht
verschließt,
wobei dieses Magnetband 63 einen Winkelbereich umspannt, der
nur wenig geringer ist als der komplette 360° – Umfangsbereich der radialen
Erweiterung 47/3 des Funktionskanals 47.