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Verfahren zum Verbinden von Heizkörpergliedern aus Blech Es ist bekannt,
Heizkörperglieder aus Stahlblech dadurch miteinander zu verbinden, daß man aus den
Naben zylindrische Aushalsungen von verschiedenem Durchmesser herauspreßt, diese
ineinanderschiebt und sie gegen einen über sie geschobenen Abstandsring von größerer
Wandstärke, welcher die Entfernung der Naben voneinander bestimmt, von innen her
aufwalzt. Auch ist es bekannt, in die Naben zusätzlich noch einen Versteifungsring
oder ein -rohr einzulegen und dieses gemeinsam mit den Hülsen gegen den Außenring
aufzuwalzen, so daß die Hülse zwischen beiden Ringen festgeklemmt wird.
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Zur Verbesserung dieser Verbindung ist vorgeschlagen worden, den äußeren
Ring auf der Innenseite mit einer oder mehreren Ringnuten zu versehen und die Hälse
durch besonders profilierte Walzen in diese Nuten einzuwalzen. Um die Dichti jkeit
der Verbindung zu erhöhen, kann ferner zusätzlich der freie Rand des inneren Halses
um die Abbiegestelle des äußeren Halses des Gegengliedes noch umgebördelt werden.
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Diese Walzverbindungen konnten keinen bleibenden Eingang in die Praxis
finden, und zwar zum mindesten die einfachen Ausführungen nicht infolge mangelnder
Festigkeit und Dichtigkeit, die von einer plastischen Verformung der zu verbindenden
Teile abhängig ist. Diese ist aber bei den bloßen zylindrischen Aushalsungen infolge
deren Dünnwandigkeit nicht möglich. Andererseits wird bei ihnen durch die Anwendung
der mehr oder weniger bearbeiteten Zusatzmaterialien (wie Abstands- und Versteifungsring)
gegenüber den üblichen Verbindungen solcher Blechradiatoren durch Naht- oder Stumpfschweißung
und auch gegenüber den Nippelverbindungen kein nennenswerter wirtschaftlicher Vorteil
mehr erzielt.
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Gegenstand 'der Erfindung ist ein Verfahren, durch das bei solchen
Heizkörpergliedem aus Blech, deren Naben ineinanderschiebbare, zylindrische Hälse
besitzen, ohne zusätzliche Elemente durch radiales Aufwalzen eine feste und dichte
Verbindung ermöglicht wird. Sie besteht darin, daß die mit wechselweise vor- und
zurückspringenden Hälsen versehenen, radialen Nabenwände zweier Nachbarglieder zur
Anlage aneinandergebracht und durch Aufwalzen von innen her, vorzugsweise unter
plastischer Verformung, miteinander verspannt werden.
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Es sind zwar Nabenverbindungen bekannt, bei denen ebenfalls die mit
vor- und zurückspringenden Hälsen versehenen Nabenwände auch zur Anlage aneinandergebracht
werden. Bei diesen erfolgt aber die Verbindung lediglich durch Umlegen des inneren
längeren Halses über den äußeren kürzeren Hals nach Art einer Falznaht. Beim Bördeln
von Blechen mit derartigen, verhältnismäßig großen Wandstärken ist die Gefahr von
Einrissen und damit von Undichtigkeiten gegeben.
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Dagegen erfolgt im Falle der Erfindung ein Aufwalzen von innen her,
wobei die Steifigkeit der radialen Nabenwände selbst zur Aufnahme der Aufwalzkräfte
herangezogen wird, so daß es keiner zusätzlichen Stützelemente bedarf. Es werden
gleichsam zwei steife Winkelringe aufeinander gewalzt, von denen jeder aus der radialen
Nabenwand und dem Nabenhals besteht. Die letzteren brauchen nur verhältnismäßig
kurz zu sein, da sie im wesentlichen als Kraftübertragungselemente dienen, wobei
es ein weiterer Vorteil ist, daß infolge des geringeren Auspressens ihre Wandstärkenabnahme
an den Enden nicht so groß ausfällt.
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Durch die Verformungswirkung bis über die Streckgrenze des Materials
hinaus tritt insbesondere an der Stelle der Abstützung durch die Nabenwand ein derartig
hoher Liniendruck auf, daß unter gegenseitiger Verformung beider Teile ein Einfressen
des einen in die Oberfläche des anderen unter Rillenbildung stattfindet, die einer
Kaltschweißung gleichkommt, wobei eine außerordentliche starre und absolut dichte
Verbindung erzielt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl durch die Art des Aufwalzens
wie durch die besondere Profilierung der Hälse weiter verbessert werden.
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Ein solches weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der
äußere (aufnehmende) Hals
durch vorheriges Aufwalzen kalt verfestigt
wird. Es genügt, wenn man dabei vom Durchmesser des inneren (eingesteckten) Halses
ausgeht. Durch die vorherige Kaltverformung erhält der äußere Hals bzw. der gesamte
Winkelring eine solche Festigkeit und Oberflächenhärte, daß er beim späteren Aufwalzen
zusammen mit dem inneren Hals bzw. Winkelring diesem einen höheren, das Eindringen
in die Außenfläche des anderen begünstigenden Widerstand entgegensetzt.
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Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß durch Anwendung
konischer Walzen das Aufwalzen nach dem Ende des inneren (eingesteckten) Halses
hin stärker erfolgt als an der Wurzel desselben. Dadurch wird ebenfalls die Dichtigkeit
der Verbindung erhöht und das Einfressen der Kante des äußeren, zweckmäßigerweise
kürzer gehaltenen Halses in die Außenfläche des inneren Halses begünstigt.
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Selbstverständlich ist es ferner möglich, die aufeinanderzuwalzenden
Oberflächen der Hälse gegebenenfalls noch mit einem Porendichtungsmittel zu bestreichen
bzw. einen Ring aus Dichtungsmaterial zwischen sie zu legen, um kapillare Undichtigkeiten
zu vermeiden, die sich bei einer mangelhaften Oberflächengüte ergeben könnten.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren können die Aushalsungen entweder
beide nach außen aus den Naben herausgepreßt oder auch die äußere nach innen eingepreßt
sein. , Die einfachste Form ist dabei die; bei der in an sich bekannter Weise die
Hälse unmittelbar von der radialen Nabenwand an rechtwinklig verlaufen, wobei der
innere nach außen und der äußere nach innen gepreßt ist. , Man kann aber auch durch
eine besondere Formgebung der Aushalsungen den radialen Stützdruck der Nabenwand
etwa in die Mitte der Aushalsungen legen, indem in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
die radialen Nabenwände vor dem Übergang in die Hälse im gleichen Sinne vor- bzw.
zurückspringend gestaltet werden, so daß hakenförmige Ringsicken entstehen. Dadurch
ist der Stützdruck der Nabenwände auf die Mitte der Hälse bzw. der Aufwalzung gerichtet.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß nur der innere (eingesteckte)
Hals mit einer zurückspringenden hakenförmigen Ringsicke versehen ist, während der
andere unmittelbar von der Nabenwand an rechtwinklig nach außen verläuft.
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Ein bevorzugtes Merkmal aller dieser verschiedenen Ausführungsformen
besteht weiterhin darin, daß der innere (eingesteckte) Hals den äußeren (aufnehmenden)
in an sich bekannter Weise in seiner Länge überragt. Hierdurch soll das Widerstandsmoment
des kleineren, inneren Halses an das des größeren, äußeren Halses angepaßt werden.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung
von Nebenhälsen dargestellt, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt
werden kann.
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Bei den Naben gemäß Abb. 1 und 2 verlaufen die zylindrischen Hälse
1 und 2 unmittelbar von den radialen Nabenwänden 3 und 3' an rechtwinklig, und zwar
der innere Hals 1 nach außen und der äußere Hals 2 nach innen, wobei der letztere
kürzer ist als der erstere. In Abb. 2 ist diese Verbindung nach dem Aufwalzen mit
konischen Walzen dargestellt, wobei die Aufweitung nach dem Ende des inneren Halses
1 hin stärker erfolgt.
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In Abb.3 und 4 ist eine Ausführungsform der Hälse vor bzw. nach dem
konischen Aufwalzen dargestellt, bei der die Nabenwand 3 des inneren Halses
1 zurückspringt, während die Nabenwand 3' des äußeren Halses 2 entsprechend
vorspringt, so daß hakenförmige Ringsicken entstehen. Dadurch, daß die Nabenwände
3 und 3' nunmehr etwa in der Mitte der Hälse 1 und 2 liegen, wirken sie besonders
abstützend- und versteifend.
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In Abb. 5 und 6 ist eine Ausführungsform der Hälse vor und nach dem
konischen Aufwalzen dargestellt, bei der nur die Näbenwand 3 des inneren Halses
1 hakenförmig zurückspringt, während der äußere, ebenfalls nach außen gepreßte
Hals 2 unmittelbar von der senkrechten Nabenwand 3' an rechtwinklig nach außen verläuft.
Er greift in die Ringsicke des inneren Halses 1 so ein, daß sich die Nabenwände
3 und 3' berühren können.
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Praktische Versuche haben ergeben, daß z. B. eine Verbindung, wie
sie in Abb. 5 dargestellt ist, bei einem Radiator üblicher Abmessungen, Wandstärke
und Blechqualität bereits bei zylindrischer Aufwalzung bei einem inneren Überdruck
von 5 atü noch eine zehnfache Sicherheit gegen axiales Lösen besitzt; denn erst
bei einer axialen Zugbeanspruchung von 710 kg/Nabe entsprechend einem inneren überdruck
von 50 atü löste sich die Verbindung. Dieser Wert wurde auf einer Zerreißmaschine
festgestellt, da der Blechkörper selbst nur einem Überdruck von etwa 16 atü standhält.