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Verfahren zur Herstellung eines Hohlbleches Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlbleches, bei dem von einem gegossenen
Metallblock ausgegangen wird, der zueinander parallele Trennstreifen aus Antischweißmaterial
enthält und der zu einem Blech ausgewalzt wird, das durch Vergrößern der die Streifen
aus Antischweißmaterial enthaltenden Räume zu einem Hohl-blech geformt wird.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art sind die Trennstreifen abwechselnd
in der Nähe der einen oder anderen Seite des Blockes angeordnet, und sie verlaufen
zu diesen beiden Seiten des Blockes parallel. Die Herstellung der Hohlräume erfolgt
dabei durch Einleiten einer Druckflüssigkeit. Ähnlich verhält es sich bei einem
anderen bekannten Verfahren, bei dem die Außenschichten des Hohlkörpers wellig sind.
Die Anwendung hydraulischen Druckes erfordert jedoch einen unerwünschten Mehraufwand,
und es besteht überdies die Schwierigkeit, daß die Hohlräume sich im allgemeinen
nicht gleichmäßig vergrößern, was zu Unregelmäßigkeiten führt.
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Gemäß der Erfindung verlaufen die Trennstreifen relativ zu den gegenüberliegenden
Seitenflächen des Blockes geneigt und sind einander etwas überlappend gegenseitig
versetzt. Zwecks Bildung der Hohlräume in dem gewalzten Blech werden auf die beiden
Außenschichten des Bleches entgegengesetzte Streckkräfte ausgeübt, die die beiden
Außenschichten voneinander entfernen und gegeneinander verschieben, so daß sich
die zwischen zwei Überlappungsstellen der eingelagerten Trennstreifen befindlichen
Metallschichten aufrichten und ohne Materialstreckung Querstege zwischen den voneinander
getrennten Außenschichten bilden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß kein hydraulisches
Druckmedium mehr in Anspruch genommen werden muß. Auch unterliegt das Blech beim
Strecken durchweg derselben Zugkraft, was zu einer gleichmäßigen Ausbildung der
Hohlräume und somit auch gleichförmiger Struktur des fertigen Bleches führt.
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Das bevorzugte Material zur Verwendung als Antischweißmittel bei der
Herstellung zusammengesetzter Bleche nach dem Gießverfahren wird durch gewobenes
Glasfaserband dargestellt. Dieses Material ist besonders geeignet, wenn das Antischweißmittel
so angeordnet ist, daß es im Querschnitt geradeverlaufende Streifen bildet, um gerade
Metallverbindungssegmente zu definieren. Wenn das Antischweißmaterial gebogen oder
gekrümmt im Querschnitt sein soll, wird vorzugsweise ein starrer Stoff, für diesen
Zweck verwendet, z. B. Graphit, der in Stangen oder Streifen des gewünschten
Querschnitts geformt werden kann. Die Hauptforderung an ein Antischweißmittel für
den vorliegenden Zweck liegt darin, daß es bei der Gießtemperatur des Metallblockes
festbleiben soll und bei dem nachfolgenden Auswalzen sich nicht in einzelne getrennte
Stücke auflösen soll. Glasfasergewebe hat den besonderen Vorteil, daß es sich während
des Walzens in ein feines Pulver auflöst, das als zusammenhängender dünner Film
innerhalb des Bleches zurückbleibt und sich nach der Trennung der Außenschichten
sehr leicht fast vollständig entfernen läßt.
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Einzelheiten der Herstellung von Hohlblechen gemäß der Erfindung werden
an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin ist Fig. 1 ein Querschnitt eines Gußblockes,
Fig. 2 ein Querschnitt eines gewalzten Bleches, das aus dem Gußblock nach Fig. 1
hergestellt wurde, Fig. 3 ein Querschnitt eines Hohlbleches, das aus dem gewalzten
Blech nach Fig. 2 hergestellt wurde, Fig.4 ein Querschnitt einer Vorrichtung zur
Erzeugung eines Gußblockes der in Fig. 1 dargestellten Form und Fig. 5 eine Draufsicht
der Vorrichtung nach Fig. 4. Der Gußblock, von dem eine Stirnansicht in Fig. 1 dargestellt
ist, weist zwei Außenschichten 1 aus Metall auf, die durch eine mit ihnen untrennbar
zusammenhängende Zwischenschicht getrennt sind, die mehrere
Bänder
2 aus Glasfasergewebe umfaßt, die als Antischweißmittel wirken. Die Bänder
2 sind nebeneinander angeordnet, wobei sich ihre Seitenkanten im Grundriß
überlappen. Die Gesamtdicke des Blockes ist mit a bezeichnet, während die Dicke
der Schicht, in welcher die Bänder 2 liegen, mit b bezeichnet ist. Die seitliche
überlappung der Streifen 2 trägt das Zeichen c, und der Abstand entsprechender
Kanten in Horizontalrichtung ist mit d, in Vertikalrichtung mit e bezeichnet. Wenn
der in Fig. 1 dargestellte Block zu der Gestalt gemäß Fig. 2 ausgewalzt wird, ist
die Dicke der Außenschichten 1' stark verringert, während der Winkel, den
die Antischweißstreifen 2' (die jetzt aus einem Film loser Glasteilchen bestehen)
mit der Oberfläche bilden, stark verringert ist. Wie man sieht, ist das Metall zwischen
den ausgewalzten Streifen 2' nun in der Form von Verbindungssegmenten oder
potentiellen Rippen 3 zwischen den Außenschichten 1'. Die obere und untere
Außenschicht 1'
des in Fig.2 dargestellten Bleches werden bei 4
bzw.
4' bis zum Antischweißmittel eingeschnitten, und dann wird das Blech auseinandergezogen,
z. B. mittels einer Querkraft, die auf die Kanten des Bleches durch eine Vorrichtung
ähnlich einer Streckmaschine ausgeübt wird, oder mittels einer nach außen wirkenden
Kraft, die durch Saugköpfe angreift, oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen.
Hierdurch werden die Segmente aufgerichtet, so daß sie aufrecht stehende Rippen
3' ergeben, wie Fig. 3 zeigt.
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In dem fertigen Blech besitzen offenbar die Außenschichten
1' keine gleichmäßige Dicke, sondern jede Außenschicht ist zwischen einem
Rippenpaar in seitlicher Richtung leicht verjüngt.
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Die Hautdicke der Außenschichten 1', die Gesamtdicke der Hohlbleche,
Abstand und Dicke der Rippen 3' können sämtlich durch Änderung der Werte
von a, b, c, d und e und des Neigungswinkels der Streifen 2 im ursprünglichen
Gußstück sowie der beim Auswalzen erzielten Dickenverringerung eingestellt werden.
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Es besteht eine Dickenbeziehung zwischen der Hautdicke der Außenschichten
1' und der Dicke der Rippen 3', die nicht überschritten werden kann,
wenn ein Hohlblech von befriedigendem Aussehen durch Querstreckung allein hergestellt
werden soll. Es ist wesentlich, daß der maximale Zug, dem die Außenschichten unterworfen
werden, unter der Streckgrenze des Metalls liegt. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt
wird, beginnen die Außenschichten an ihren dünnsten Stellen zu fließen und ergeben
ein Hohlblech mit geringen Oberflächenwellungen, welche das Aussehen beeinträchtigen.
In der Praxis findet man, daß bei Verwendung des Streckverfahrens allein die Dicke
der Außenschichten 1' mindestens doppelt so groß wie die Dicke der Rippen 3' sein
sollte.
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Um Hohlbleche mit besseren mechanischen Eigenschaften zu erzeugen,
kann es wünschenswert sein, die Bleche derart herzustellen, daß ein Teil der Außenschichten
1' aus stärkerem Material als die Rippen 3' ist. Dies kann z.
B. dadurch erreicht werden, daß der Gußblock aus einer duktilen Aluminiumlegierung
hergestellt wird, die während des Walzens nicht übermäßig aushärtet, und daß dann
nach bekannten Verfahren während des Walzens eine oder beide Oberflächen des Gußstückes
mit einer durch Verformung oder Wärmebehandlung aushärtbaren Legierung plattiert
werden. Hierdurch kann das Blech geöffnet werden, ohne daß ein Brechen der Rippen
zu fürchten ist, wobei die festere (und teurere) Legierung nur dort eingesetzt wird,
wo sie die größte Festigkeit liefert, d. h. in den Außenschichten.
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Es ist auch möglich, das gleiche Verfahren zu verwenden, um ein Hohlblech
herzustellen, das mit einem weicheren Material plattiert ist, z. B. mit Aluminium
höchster Reinheit zwecks Korrosionsschutz.
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Ein Gußblock gemäß Fig. 1 zur Verwendung in der Herstellung des erfindungsgemäßen
Hohlbleches kann nach einem halbkontinuierlichen Gießverfahren unter Verwendung
der in Fig. 4 und 5 dargestellten Vorrichtung erzeugt werden. Die Gießform 10, die
nur schematisch dargestellt ist, ist mit einem Wassermantel und einer Arbeitsfläche
10' versehen. Bei dieser Form wird das Kühlwasser durch zwei Einlässe (nicht
dargestellt) der hohlen Wand zugeführt, wobei die Einlässe von der Arbeitsfläche
durch eine Lochplatte 11 getrennt sind, die dazu dient, das Wasser auf die
Außenseite der Arbeitsfläche der Form zu richten. Das Kühlwasser fließt durch einen
Umfangsschlitz 12 an der Unterkante der Arbeitsfläche aus und umgibt den
Gußblock, während dieser auf der Unterlage 14 in die Gießgrube abgesenkt
wird. Die Unterlage 14 bildet zu Beginn des Gießvorgangs den Boden der Form,
wie aus der rechten Seite der Fig. 4 ersichtlich ist.
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Zum Zweck der Erzeugung der Gußblöcke, die zur Herstellung der Hohlbleche
dienen, ist die Unterlage 14 mit einer Reihe von Klemmplatten 15 ausgerüstet,
die im vorliegenden Beispiel in einem Winkel von etwa 30° zur Längsrichtung der
Unterlage angeordnet sind. Diese Klemmplatten dienen zum Festhalten der Enden von
Bändern 16 aus Glasgewebe. Die Bänder 16 werden von (nicht dargestellten)
Vorratstrommeln zwischen Führungsplatten 17 herabgeführt, die im gleichen
Winkel wie die Klemmplatten 15 auf der Unterlage 14 geneigt sind, so daß
die Bänder zu Beginn des Gießvorgangs von den Führungsplatten 17 zur Unterlage
14 gespannt sind und parallel zueinander, jedoch schräg zu den Seiten der
Form verlaufen, sich aber in einer räumlichen Zone befinden, die parallel zu den
Seiten der Form ist. Die Führungsplatten 17 sind in der Mitte bei
18 mit Ausnehmungen versehen, so daß die Bänder nicht seitlich wandern können,
während gleichzeitig Reibungsberührung zwischen den Bändern und den Klemmplatten
herrscht, so daß die Bänder gespannt gehalten werden, wenn die Unterlage
14 nach unten abgezogen wird.
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Aus der Beschreibung der Fig. 1 bis 3 ergibt sich, daß Anordnung und
Abstand der Bänder im Gußblock so konstant wie möglich bleiben müssen. Um dieses
Ergebnis zu erzielen, läßt sich die beschriebene Gießform mit Vorteil anwenden,
da sie eine große Abkühlungsgeschwindigkeit ergibt, so daß gewährleistet wird, daß
die Tiefe des geschmolzenen Metalls an der Oberseite der Gußblöcke gering bleibt
und daher die nicht unterstützten Bandlängen auf einem Minimum gehalten werden.
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Um die Lage der Bänder durch das einfließende, geschmolzene Metall
möglichst wenig zu stören, wird eine besonders konstruierte Gießrinne
19 verwendet, in der sich eine mittlere Abweisplatte 20 befindet,
welche das Metall in zwei Ströme aufteilt, die zu beiden Seiten der Bänderreihe
gerichtet sind.
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Es wurde z. B. mittels dieser Vorrichtung ein Block mit einer anfänglichen
Dicke von etwa 15 cm gegossen.
Die beiden Enden des Gußblockes wurden
abgeschnitten und verworfen, während der mittlere Block, der einer Bearbeitung unterzogen
worden war, um die bei allen nach dem kontinuierlichen Verfahren gegossenen Blöcken
vorhandene unebene Oberfläche zu glätten, auf 250° C erwärmt und dann warm gewalzt
wurde, bis zu einer Bramme von etwa 6 mm Dicke geworden war. Diese Bramme wurde
zerschnitten und die Kanten dann in der bei 4 und 4'
in Fig. 2 dargestellten
Weise eingeschnitten, und zwar in einem Abstand von etwa 7,5 cm von den Kanten,
indem die Bleche zwischen zwei Rollen durchgeführt wurden, von denen die eine eine
Schneidkante trägt und die andere flach ist.
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Für gewisse Zwecke, z. B. bei Verwendung als Wärmeaustauscher, kann
es erwünscht sein, ein Hohlblech herzustellen, bei dem eine Zwischenschicht vorhanden
ist, von der aus sich auf beiden Seiten Rippen zu Außenschichten erstrecken. Ein
solches Werkstück kann leicht aus einem gewalzten Blech hergestellt werden, das
zwei im Abstand befindliche Schichten aufweist, in denen Streifen aus Antischweißmaterial
liegen, wobei die Streifen in jeder Schicht die oben beschriebene Beziehung ihrer
Lage aufweisen. Diese Schichten sind durch eine mittlere Zone aus Metall getrennt,
in der sich kein Antischweißmaterial befindet. Hierdurch ergibt sich eine Mittelschicht,
von der sich die Rippen nach beiden Seiten erstrecken, nachdem das gewalzte Blech
durch seitliche Streckung geöffnet wurde.
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Durch Eingießen von Einlagen aus Antischweißmaterial mit abnehmender
Breite kann ein Hohlblech hergestellt werden, bei welchem die Länge der Rippen von
einem Ende des Bleches zum anderen Ende abnimmt, so daß das Hohlblech sich im Querschnitt
verjüngt. Es ist erforderlich, eine Streckvorrichtung mit gelenkig gelagerten Greifern
oder statt dessen Saugköpfe zur Streckung des Bleches zu verwenden.