DE1110119B - Method for producing hollow sheet metal bodies - Google Patents
Method for producing hollow sheet metal bodiesInfo
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Description
Verfahren zum Herstellen von hohlen Blechkörpern Es ist ein Verfahren zum Herstellen von hohlen Blechkörpern mit in Verbindung stehenden Innenkanälen bekannt, bei dem zwei Bleche mit einer dazwischenliegenden, einem gewünschten Kanalmuster entsprechenden, jedoch in Richtung der anschließenden Längung verkürzt aufgetragenen, dünnen Lage aus Schweißverhütungsmaterial übereinandergelegt: werden, dann die beiden Bleche an allen Stellen, ausgenommen längs des Schweißverhütungsmaterials, unter Druck miteinander verschweißt werden, und dann ein Druckmedium in den zwischen den ungeschweißten Abschnitten der Bleche vorhandenen Zwischenraum mit so hohem Druck eingeführt wird, daß ein Verformen dieser Blechabschnitte in das ge- wünschte Kanahnuster erfolgt.Method for producing hollow sheet metal bodies A method is known for producing hollow sheet metal bodies with connected inner channels, in which two sheets of metal are superimposed with a thin layer of anti-weld material in between, corresponding to a desired channel pattern, but shortened in the direction of the subsequent elongation: are, then the two sheets at all points, except along the welding prevention material, are welded together under pressure, and then a pressure medium is introduced into the space between the unwelded sections of the sheets with so high pressure that deformation of these sheet sections in the ge - wanted Kanahnuster done.
Für bestimmte Zwecke müssen die Bauteile mindestens eine flache oder glatte Fläche haben, beispielsweise wenn die Bau-teile für Wärmeaustauscher, Verdampfer für Kühlanlagen usw. bestimmt sind. Bisher ist es hierbei üblich" zwei Blechtafeln mit ihren Flächen aneinander zu legen, wobei die eine Blechtafel flach und die andere Blechtafel mit Rippen versehen ist, und beide Bleche dann miteinander zu vernieten, zu verschweißen oder zu verlöten. Bei derartigen Bauteilen verstärken oder versteifen die Rippen oder Wülste des gerieften Bleches das flache Blech und festigen dadurch den Bauteil. Die angegebene Verwendungsart ist nur als Beispiel einer Verwendung zu werten.For certain purposes, the components must have at least a flat or have a smooth surface, for example when the components for heat exchangers, evaporators intended for cooling systems, etc. So far it has been customary to use "two metal sheets with their surfaces next to each other, with one sheet metal flat and the other Metal sheet is provided with ribs, and both sheets are then riveted together, to be welded or soldered. Reinforce or stiffen such components the ribs or bulges of the grooved sheet metal and thereby strengthen the flat sheet the component. The specified type of use is only an example of a use to evaluate.
Erfindungsgemäß wird nun die Herstellung solcher Bleche dadurch vereinfacht, daß bei dem erwähnten bekannten Verfahren erfindungsgemäß das Verformen in solcher Weise geschieht, daß die Wände der Kanäle des fertigen Blechkörpers nur auf der einen Seite vorstehen, während die andere Seite des Blechkörpers eben ist.According to the invention, the production of such sheets is now simplified by that in the aforementioned known method according to the invention the deformation in such Way happens that the walls of the channels of the finished sheet metal body only on the protrude one side, while the other side of the sheet metal body is flat.
Hierbei kann beispielsweise der geschweißte Blechkörper beim Einführen des Druckmediums in an sich bekannter Weise zwischen Gesenkteilen festgehalten werden, die sich an die gesamten Oberflächen der Blechplatten anlegen, bis auf ein in den Gesenken vorhandenes Muster, das dem aus Kanälen bestehenden Muster entspricht.Here, for example, the welded sheet metal body can be inserted during insertion of the pressure medium are held in a known manner between die parts, which apply to the entire surface of the sheet metal, except for one in the Die existing pattern that corresponds to the pattern made up of channels.
Der gleiche Erfolg kann auch durch die Verwendung von Blechen ungleicher Dicke oder Festigkeit erreicht werden.The same success can also be achieved through the use of unequal metal sheets Thickness or strength can be achieved.
In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine Draufsicht einer mit einem Muster aus Trennmaterial überzogenen Blechtafel, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Blechtafel, die auf das in Fig. 1 dargestellte überzogene Blech aufgelegt werden soll, Fig. 3 eine Stirnansicht der Bleche nach Fig. 1 und 2 nach ihrem Zusammenlegen, Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht, die den in Fig. 3 dargestellten Zusammenbau nach dem Warmwalzen zeigt, Fig. 5 ein vergrößerter Schnitt des Bleches nach der Linie B-B der Fig. 4, Fig. 6 eine Ansicht des zur Verwendung als Wärineaustauscher verstärkten Bleches, Fig. 7 ein Schnitt einer anderen Ausführung, bei der die Rippen nur an der einen Blechfläche vorhanden sind, Fig. 8 ein Schnitt durch ein in einem Gesenk gehaltenes Blech, Fig. 9 ein Schnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitete Blechtafel, Fig. 10 eine Ansicht einer anderen Ausführung, bei der sich die Rippen auf der einen Oberfläche des Bleches in der einen Zone und auf der anderen Oberfläche des Bleches in einer anderen Zone befinden, und Fig. 11 ein Querschnitt des in Fig. 10 dargestellten Bleches.In the drawings, FIG. 1 is a plan view of a metal sheet coated with a pattern of separating material, FIG. 2 is a plan view of a metal sheet which is to be placed on the coated sheet shown in FIG. 1 , FIG. 3 is an end view of the sheets according to FIG . 1 and 2, after their folding, Fig. 4 is a perspective view showing the assembly illustrated in Fig. 3 after hot rolling, Fig. 5 is an enlarged section of the sheet according to the line BB of Fig. 4, Fig. 6 is a view of for use as Wärineaustauscher reinforced sheet, Fig. 7 is a section in which the ribs only on one sheet surface are provided to another embodiment, Fig. 8 a section through a held in a die plate, Fig. 9 is a section through a by the method according to the invention processed sheet metal, Fig. 10 is a view of another embodiment, in which the ribs on one surface of the sheet in one zone and on the other surface of the sheet ches are in a different zone, and 11 a cross-section of the sheet shown in Fig. 10 Fig..
Bei der Herstellung von Blechkörpem mit hohlen Innenkanälen werden gewöhnlich, jedoch nicht notwendigerweise, folgende Maßnahmen angewendet. Die Bleche 1 und 2 (Fig. 1 und 2) werden gründlich gereinigt, und Schweißverhütungsmaterial 3 wird dann in einer dünnen Schicht auf ausgewählte Bereiche auf der Oberfläche des Bleches 1 gemäß einem gewünschten Muster aufgetragen. Die Dehnung des Metalls während des folgenden Walzens muß in der Form und dem Ausmaß- -des Musters des Schweißverhütungsmaterials berücksichtigt werde n-. Der Blechstreifen und das Muster werden z. B. in Walzrichtung im wesentlichen entgegengesetzt zur Änderung der Dicke der Anordnung verlängert. Musterlinien 10 und 11, -die senkrecht zur Walzrichtung - verlaufen, werden deshalb in der Breite im wesentlichen entgegengesetzt zur Änderung der Dicke der Anordnung vergrößert- 1;Musterhnien 3, die in Walzrichtung verlaufen, Werden nicht merklich verändert, wie in Fig. 6 zu sehen ist. Das Blech2 wird dann mit dem Schv#eißverhütungsmaterial dazwischen auf das Blechl-.gesetzt (Fig. 3). Um ein relatives Verschieben der Bleche zu vermeiden, werden sie durch geeignete Mittel, wie z.B. Schweißen, Zusammenheften durch Punktschweißen oder durch Eindrücken der Kanten, zusammengehalten.In the production of sheet metal bodies with hollow inner channels, the following measures are usually, but not necessarily, used. The sheets 1 and 2 (Figs. 1 and 2) are thoroughly cleaned and antiperspirant material 3 is then applied in a thin layer to selected areas on the surface of the sheet 1 according to a desired pattern. The elongation of the metal during the subsequent rolling must be taken into account in the shape and extent of the pattern of the anti-weld material. The sheet metal strip and the pattern are z. B. extended in the rolling direction essentially opposite to the change in the thickness of the arrangement. Pattern lines 10 and 11, -the perpendicular to the rolling direction - extend, are therefore opposite in width substantially altering the thickness of the assembly vergrößert- 1; Musterhnien 3 extending in the rolling direction, are not appreciably altered, as shown in Figure 6 to. see is. The sheet metal 2 is then placed on the sheet metal with the antifreeze material in between (FIG. 3). In order to avoid a relative displacement of the sheets, they are held together by suitable means, such as welding, tacking together by spot welding or by pressing in the edges.
Im Fall des Heißwalzens wird die Anordnung bis zu einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Metalls erhitzt. Um eine Oxydation der Innenflächen der Bleche 1 und 2 zu verhindern, können die Kanten der Anordnung vollkommen versiegelt werden, z. B. durch Schweißen, Auch kann eine inerte oder reduzierende Atmosphäre im Schmelzofen angewendet werden. Die Anordnung wird dann bis zu einer merklichen Verringerung der Dicke heißgewalzt, um das Schweißen der Bleche in den Bereichen, die nichtmitdemSchweißverhütungsmaterialbedecktsind, sicherzustellen. Diesem Schritt folgt dann das Reinigen und wahlweise Kaltwalzen bis zur gewünschten Dicke. Das Blech kann dann ausgeglüht werden, um den Härteeffekt des Kaltwalzens zu beseitigen.In the case of hot rolling, the assembly is heated to a temperature below the melting point of the metal. In order to prevent oxidation of the inner surfaces of the sheets 1 and 2, the edges of the assembly can be completely sealed, e.g. B. by welding. An inert or reducing atmosphere can also be used in the melting furnace. The assembly is then hot rolled to a noticeable reduction in thickness to ensure the welding of the sheets in the areas not covered with the anti-weld material. This step is followed by cleaning and optionally cold rolling to the desired thickness. The sheet can then be annealed to remove the hardening effect of cold rolling.
Das Kanalmuster des Schweißverhütungsmaterials kann dann z. B. wie folgt aufgebläht werden: Ein Teil des Kanals, der sich bis zur Kante des Blechs bei 4 (Fig. 4) erstreckt, wird mechanisch aufgebrochen, eine Düse oder- eine andere Einrichtung wird eingesetzt und Flüssigkeitsdruck wird angewendet, um das Metall in dem ungeschweißten, inneren Teil des Blechs, der das Schweißverhütungsmaterial enthält, auszudehnen. Wenn keine Form verwendet wird, dehnt sich das Metall aus-, wobei die Wand der Höhlung wenig oder gar nicht dünner wird. Die Höhlung wird durch. Anwendung des, Flüssigkeitsdruckes nur durch eine weitere Trennung oder ein öffnen des Materials in dem Bereich des Schweißverhütungsmaterials geformt, wobei- eine Verminderung der Länge und/oder Breite des Bleches, abhän-gig von dem Muster und dem Ausmaß der Höhlung, eintritt. Jedoch kann das - Blech so in einer Form Während der Anwendung des Flüssigkeitsdruckes gehalten werden, daß die Länge oder Breite nicht herabgesetzt und die Ausdehnung durch eine Verringerung der Wandstärke- der'Höhlung erreicht wird.The channel pattern of the antiperspirant material can then e.g. B. inflated as follows: a portion of the channel extending to the edge of the sheet at 4 (Fig. 4) is mechanically broken, a nozzle or other device is inserted and liquid pressure is applied to the metal in the unwelded inner part of the sheet metal containing the anti-weld material. If no mold is used, the metal will expand, with little or no thinning of the cavity wall. The cavity is through. Application of the, fluid pressure only through a further separation or opening of the material in the region of the weld prevention material formed wobei- a reduction in the length and / or width of the sheet, However, depending on the pattern and extent of the cavity occurs. Sheet are thus held in a mold during the application of the fluid pressure that the length or width is not reduced, and the extension is achieved by reducing the Wandstärke- der'Höhlung - however this may.
Eine Ausführung, in der die Kanäle 6 und 11 nur auf der oberen Fläche des Bleches befindliche Wölbungen bilden, ist in Fig. 7 im Schnitt gezeigt. Diese Ausführung, die für Bauteile mit einer glatten oder ebenen Fläche gut geeignet ist, wird beispielsweise erhalten, wenn das eine, Blech dicker als das andere Blech ist, so daß bei Einwirkung der Druckflüssigkeit die gesamte Ausdehnung nur an der Fläche des dünnen Bleches erfolgt. Beispielsweise kann das untere Blech 1 zehnmal so dick sein wie das obere Blech 2. Das Muster aus Trennmaterial wird aufgebracht, die Bleche werden verbunden und bis zum Schweißdruck warm gewalzt, der Flüssigkeitsdruck wird zur Einwirkung gebracht usw., wie dies bereits beschrieben ist. Infolge der größeren Dicke des unteren Bleches ist die Endstärke des Aufbaues natürlich dicker. Der in Fig. 7 dargestellte Aufbau kann auch dadurch erhalten werden, daß das das Trennmaterial 3 enthaltende, gewalzte Blech 9 in ein Gesenk eingesetzt -wird, dessen eine Fläche Vertiefungen aufweist, die dem Kanahnuster entsprechen, und dessen andere Fläche eben und glatt ist. Bei Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes auf die unverschweißten Innenflächen des Bleches 9 wird eine Ausdehnung des Bleches von der glatten Fläche des Gesenkes verhindert, während die andere Fläche des Bleches sich in die in der anderen Fläche des Gesenkes vorhandenen Vertiefungen dehnt. Für manche Verwendungszwecke, z. B. für Bauteile, isf keine halbkreisförrnigeWölbung oder Rippe, sondern eine Wölbung oder Rippe anderer Gestalt erwünscht. Diese Umrißform der gedehnten Oberfläche kann dadurch erhalten werden, daß den in der Gesenkfläche vorhandenen Vertiefungen die gewünschte Form gegeben wird. Fig. 8 zeigt eine Ausführung, beid er nicht ein halbkreisförmiger Umriß, wie ihn die in Fig. 7 dargestellten Rippen aufweisen, sondern ein winkelförmiger Umriß hergestellt wird. Das nicht gedehnte, das Trennmateria13 enthaltende Blech9 wird zwischen dem glatten Gesenk 17 und dem Gesenk 16 gehalten, das in seiner Innenfläche winkelförmige Vertiefungen 18 aufweist, die über das in dem Blech.9 befindliche Trenninateria13 gelegt werden. Bei Einwirkung des Flüssigkeitsdrucks dehnt sich die Oberfläche des Bleches aus und bildet winkelförmige Rippen19 (Fig. 9). In manchen Fällen sollen die die Kanäle bildenden Wölbungen in bestimmten Flächen auf der einen Seite des Bleches und in anderen Flächen auf der gegenüberliegenden Seite des Bleches liegen. Eine derartige Ausführung ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. lEer ist der Kanal dadurch geformt, daß die oben liegende Fläche an den Enden des Bleches gedehnt und die untere Fläche nahe der Mitte des Bleches gedehnt wurde. Auch hier wird der Aufbau dadurch erhalten, daß das Blech9 in ein Gesenk eingesetzt wird, dessen Flächen entsprechend dem Muster vertieft sind, so daß durch die gewünschte Dehnung nahe den Enden des Bleches 9 die Wölbung 14 und durch die Dehnung an der Mitte der unteren Fläche die Wölbung 15 hergestellt wird. Der Kanal hegt also an den Endabschnitten oberhalb der Ebene des Bleches und an dem Mittelabschnitt unterhalb der Ebene des Bleches. Soll das Blech beispielsweise zu einer U-Form gebogen werden, die um die Gefrierkammer eines Kühlschrankes paßt, dann ist es erwünscht, wenn sich nur die eine Oberfläche in verschiedenen Flächenabschnitten des Bleches auswölbt, wie dies vorstehend beschrieben ist.An embodiment in which the channels 6 and 11 form bulges located only on the upper surface of the sheet is shown in Fig. 7 in cross section. This design, which is well suited for components with a smooth or flat surface, is obtained, for example, when one sheet is thicker than the other sheet, so that when the pressure fluid acts, the entire expansion takes place only on the surface of the thin sheet. For example, the lower sheet 1 can be ten times as thick as the upper sheet 2. The pattern of separating material is applied, the sheets are joined and hot-rolled to the welding pressure, the liquid pressure is applied, etc., as already described. Due to the greater thickness of the lower sheet, the final thickness of the structure is of course thicker. The structure shown in Fig. 7 can also be obtained by inserting the rolled sheet 9 containing the separating material 3 into a die, one surface of which has depressions corresponding to the channel pattern and the other surface of which is flat and smooth. When the liquid pressure acts on the unwelded inner surfaces of the sheet 9 , expansion of the sheet is prevented by the smooth surface of the die, while the other surface of the sheet expands into the depressions present in the other surface of the die. For some uses, e.g. B. for components, isf not a semicircular bulge or rib, but a bulge or rib of a different shape is desired. This outline shape of the stretched surface can be obtained in that the depressions present in the die surface are given the desired shape. Fig. 8 shows an embodiment in which it is not a semicircular outline, such as the ribs shown in Fig. 7 , but an angular outline is produced. The unstretched sheet 9 containing the separating material 13 is held between the smooth die 17 and the die 16 , which has angular depressions 18 in its inner surface, which are placed over the separating material 13 located in the sheet 9. When the liquid pressure acts, the surface of the sheet expands and forms angular ribs19 (Fig. 9). In some cases, the curvatures forming the channels should lie in certain areas on one side of the sheet and in other areas on the opposite side of the sheet. Such an embodiment is shown in FIGS. 10 and 11. In other words, the channel is formed by stretching the upper surface at the ends of the sheet and stretching the lower surface near the center of the sheet. Here, too, the structure is obtained in that the sheet 9 is inserted into a die, the surfaces of which are recessed in accordance with the pattern, so that the desired expansion near the ends of the sheet 9 causes the curvature 14 and the expansion at the center of the lower surface the bulge 15 is produced. The channel therefore lies at the end sections above the plane of the sheet metal and at the middle section below the plane of the sheet metal. If, for example, the sheet is to be bent into a U-shape that fits around the freezer compartment of a refrigerator, then it is desirable if only one surface bulges in different surface sections of the sheet, as described above.
Wenn auch eine bestimmte Walz-, Glüh- und Reinigungsfolge beschrieben wurde, können verschiedenartige Walz-, Glüh- und Reinigungstechniken angewandt werden. Außerdem können ein Beschneiden, Verbinden, Zusammenheften der Bleche, Profilieren und andere Arbeitsvorgänge zwischen dem Aufbringen des Trennmaterials und der Anwendung des Flüssigkeitsdruckes vorgenommen werden, was von der bevorzugten Praxis und den in dem fertigen Erzeugnis gewünschten physikalischen Eigenschaften abhängt. Beispielsweise kann das Warinwalzen und Kaltwalzen in mehreren Stufen ausgeführt werden, wie es die Wirtschaftlichkeit und die zur Verfügung stehende Walzwerkausrüstung erf Ördert, oder das Kaltwalzen und/oder das Glühen kann weggelassen werden. Während bei der beschriebenen bevorzugten Ausführung die Druckschweißung durch Warmwalzen ausgeführt wird, können einige Metallbleche auch dadurch durch Druck zusammengeschweißt werden, daß ein genügend hoher Druck bei Raurntemperatur zur Einwirkung gelangt. Eine derartige Schweißtechnik kann erfindungsgemäß ebenfalls verwendet werden. Ohne Rücksicht auf die angewendeten Zwischenbehandlungen muß das Metall der Bleche jedoch so miteinander verbunden sein, daß an allen aufeinanderliegenden Stellen, die von dem Trennmaterial vor der Anwendung des Flüssigkeitsdruckes getrennt gehalten werden, eine gleichförinige Schicht gebildet wird.While a particular rolling, annealing and cleaning sequence has been described, a variety of rolling, annealing and cleaning techniques can be used. In addition, trimming, joining, tacking the sheets together, profiling and other operations may be performed between the application of the release material and the application of the liquid pressure, depending on the preferred practice and the physical properties desired in the finished product. For example, the hot rolling and cold rolling can be carried out in multiple stages as the economy and available rolling mill equipment require, or the cold rolling and / or annealing can be omitted. While in the described preferred embodiment the pressure welding is carried out by hot rolling, some metal sheets can also be welded together by pressure in that a sufficiently high pressure is applied at room temperature. Such a welding technique can also be used according to the invention. Regardless of the intermediate treatments used, however, the metal of the sheets must be bonded to one another in such a way that a uniform layer is formed at all superimposed points which are kept separate by the separating material before the application of the liquid pressure.
Das Verfahren läßt sich irn Dauerbetrieb ausführen. Die aus dem Trennmaterial bestehenden Muster können beispielsweise nacheinander auf die Oberfläche eines von einer Spule abgewickelten Metallstreifens aufgebracht werden, während ein zweiter Metallstreifen von einer zweiten Spule abgewickelt und auf den mit dem Muster bedeckten Streifen aufgelegt wird. Die Streifen werden dann durch Punktschweißung, durch Falzen der Kanten oder in ähnlicher Weise miteinander verbunden und dann stetig durch einen Wärmeofen und durch ein Warmwalzwerk hindurchgeleitet. Nach dem Walzen und nach Beendigung der Behandlung wird der das Trennmaterial enthaltende, durch Druck vereinigte, geschweißte Streifen gedehnt, indem ein Flüssigkeitsdruck in der oben beschriebenen Weise auf die mit dem Trennmaterial bedeckten Innenflächen zur Einwirkung gebracht wird.The process can be carried out continuously. The one from the release material Existing patterns can, for example, be successively applied to the surface of one of a coil of unwound metal strip are applied, while a second Metal strip unwound from a second reel and on the one covered with the pattern Strip is applied. The strips are then made by spot welding, by folding of the edges or in a similar way connected to each other and then continuously through a Heating furnace and passed through a hot rolling mill. After rolling and after Completion of the treatment is the one containing the separating material, united by pressure, welded strips stretched by applying a fluid pressure in the above described Way brought into action on the inner surfaces covered with the release material will.
Als Trennmaterial können außer dem aus Graphit und Wasserglas bestehenden Gemisch auch andere anorganische Bestandteile und Mischungen verwendet werden, wie beispielsweise Zinkoxyd, Kieselgur, Flint, Talk, gepulvertes Quarz, Tone und ähnliche Stoffe sowie Gernische dieser Stoffe untereinander und Gemische dieser Stoffe mit Graphit und Wasserglas od. dgl. Das Trennmateriai muß natürlich so zusammengesetzt sein, daß es mit dem Metall fließt und sich ausdehnt und eine gleichförmige Dicke beibehält, so daß es ein Verbinden an unerwünschten Stellen verhindert.As a separating material, in addition to that consisting of graphite and water glass Mixture, other inorganic ingredients and mixtures can also be used, such as for example zinc oxide, kieselguhr, flint, talc, powdered quartz, clays and the like Substances as well as mixtures of these substances with one another and mixtures of these substances with Graphite and water glass or the like. The separating material must of course be composed in this way be that it flows and expands with the metal and has a uniform thickness maintains, so that it prevents joining in undesired places.
Wenn auch die Ausführung rrtit Bezug auf Kupferlegierungen beschrieben worden ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf andere Metallbleche angewendet werden, beispielsweise auf Bleche aus Aluminium, Magnesium, Stahl od. dgl., die durch Druck geschweißt werden können. Das Verfahren ermöglicht auch die Herstellung von mit Hohlräumen versehenen Blechen, die für feste Leichtbauwände und andere Verwendungszwecke geeignet sind.Even if the execution is described with reference to copper alloys has been, the inventive method can also be applied to other metal sheets be, for example od on sheets of aluminum, magnesium, steel can be welded by pressure. The process also enables manufacture of sheet metal with cavities used for solid lightweight walls and other uses are suitable.
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