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Verfahren zur Herstellung preßgeschweißter Hohlkörper Die Erfindung
bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung preßgeschweißter Hohlkörper aus Metallblechen,
insbesondere Aluminiumblechen, bei dem mindestens drei aneinandergrenzende Bleche
miteinander fest verbunden und zwischen den Blechen an den unverschweißten Blechstellen
voneinander unabhängige Hohlräume aufgebläht werden. Weiterhin bezieht sich die
Erfindung auf Hohlkörper, die als Zwischen- und Endprodukt nach dem erfindungsgemäßen
oder einem anderen, zum gleichen Ziele führenden Verfahren hergestellt sind.
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Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, Hohlkörper nur nach einer
Seite hin aufzublähen und dabei möglichst einfache Verfahrensschritte anzuwenden,
die ein einwandfreies Endprodukt darstellen.
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Derartige Hohlkörper mit einseitig ausgebauchten Hohlräumen sind zwar
schon bekannt. Doch bedingen diese bekannten Erzeugnisse schwierige und kostspielige
Herstellungswerkzeuge, deren Verwendung durch die Erfindung vermieden werden soll.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwischen zwei, die Hohlräume bildenden
Blechpaaren 10, 11 eine Mittellage 12 eingefügt wird, die beim Preßschweißen zunächst
eine feste Haftung mit den angrenzenden Blechen eingeht und die nach dem Blähvorgang
zur Bildung selbständiger Hohlkörper 16 mit einseitig ausgebauchten Hohlräumen 14
entfernt wird. Der wesentliche Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß beim Blähvorgang
einfache Matrizenplatten mit glatter Oberfläche verwendet werden können. Zudem gelingt
es, das Aufblähen ohne Formänderung der nicht am Blähen beteiligten Blechbereiche
durchzuführen, da diese untereinander festgehalten sind.
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Es sind Verfahren bekannt, die es gestatten, in einem Blechpaket zwei
voneinander unabhängige Hohlraumsysteme aufzublähen. Man verschweißt dabei drei
Bleche zu einer später untrennbaren körperlichen Einheit zusammen, so daß jeweils
zwischen dem Mittelblech und den Außenblechen Hohlräume aufgebläht werden. Da diese
Hohlräume zueinander versetzt sind, verformt sich das Mittelblech in gewissem Umfang
mit. Außerdem kann man mit dieser Methode keine einseitig ebenen Hohlkörper herstellen.
Dieses vorbekannte Verfahren besitzt somit keine Beziehung zur Aufgabe und Lösung
nach der Erfindung. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch
gegeben, daß als Mittellage 12 eine Blechschicht, vorzugsweise aus Aluminumlegierung,
verwendet wird, die mit den Hohlkörperblechen 10, 11 verschweißt und nach
dem Aufblähvorgang durch Erwärmung entfernt wird. Dabei empfiehlt es sich, daß die
Mittellage 12 aus einem Metall besteht, dessen Schmelzpunkt niedriger als derjenige
der Hohlkörperbleche 10, 11 und höher als die Temperatur liegt, auf welche diese
Bleche beim Preßvexschweißen erwärmt werden.
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Als Material für die Mittellage kann vorteilhafterweise eine Silizium-Aluminium-Legierung
mit einem Si-Gehalt von etwa 5 bis 12 % verwendet werden. Dabei können die Bleche
bei etwa 425 bis 510 ° C preßgeschweißt und bei etwa 538 bis 593 ° C voneinander
getrennt werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung empfiehlt sich
die Verwendung von handelsüblichem reinen Zink als Material für die Mittellage,
wobei die Bleche bei etwa 200 bis 375° C preßgeschweißt und bei etwa 260 bis 400
° C voneinander getrennt werden.
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Wenngleich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Hohlkörper mit
untereinander ungleichen Hohlräumen herstellbar sind, erweist es sich doch als vorteilhaft,
die Formen der Hohlräume beider miteinander hergestellter Hohlkörper etwa deckungsgleich
zueinander vorzusehen. Dadurch ist der Vorteil gegeben, daß sich die auf die unverformt
bleibenden Wandungsteile der Hohlräume abstützenden Druckkomponenten gegeneinander
aufheben. Die Folge davon ist, daß die ebenen Seiten der Hohlkörper völlig plan
bleiben und die den Hohlräumen benachbarten Blechteile sich nicht verformen.
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Diese und weitere Merkmale ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr
ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigt
F
i g. 1 eine Vorderansicht mehrerer Bleche in getrennter Anordnung, F i g. 2 eine
Vorderansicht der Bleche gemäß F i g. 1 in zusammengefaßter Anordnung vor dem Preßschweißen,
F i g. 3 eine Vorderansicht der Blecheinheit nach der Preßschweißung, F i g. 4 eine
Vorderansicht der Blecheinheit nach dem Aufblähen und F i g. 5 eine Vorderansicht
der beiden durch den Teilungsvorgang gebildeten Blechhohlkörper.
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Im Sinne der Erfindung wird zunächst eine Blecheinheit aus je zwei
den Blechhohlkörper bildenden Blechen 10, 11 von geeignetem Material, wie z. B.
Aluminium, zusammengestellt. In der bekannten Weise kann zwischen den beiden Blechpaaren
10; 11 eine Schicht aus schweißungshinderndem Material in verkürztem Maßstab vorgesehen
sein, die dem Bild des gewünschten Leitungssystems entspricht. Vor der üblichen
Weiterbehandlung der Bleche 10,
11 wird zwischen die Blechpaare eine
Mittellage 12
aus preßschweißbarem, trennbarem Material eingeordnet, welche
die Blecheinheit vervollständigt. Diese Blecheinheit wird in an sich bekannter Weise
durch Heißwalzen preßverschweißt, um ein im Maßstab verlängertes fünfschichtiges
Blech zu bilden, dessen schweißungshindernde Schichten nunmehr die natürliche Größe,
entsprechend dem gewünschten Bild des Leitungssystems besitzt. Ebenfalls ist die
Mittelschicht beim Preßschweißen verlängert und mit den angrenzenden Blechen verbunden
worden. Nunmehr kann die Dehnungsflüssigkeit zwischen die verschweißten Blechschichten
eingeführt werden, um die gewünschten Bleche zur Bildung der Rinnen, Kanäle oder
sonstigen Hohlräume entlang der unverschweißten Zonen in bekannter Weise aufzublähen.
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Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Mittellage 12 besteht aus einem geeigneten
Material, dessen Schmelzpunkt niedriger als derjenige der Bleche 10, 11 und höher
als die Temperatur liegen soll, auf welcher diese Bleche beim Preßschweißen erhitzt
werden.
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Wie üblich werden die einzelnen Bleche 10 bis 12
vor
dem Zusammenfügen der Blecheinheit gereinigt, damit ihre Oberflächen miteinander
fest verbunden werden können. Nachdem die Bleche zusammengesetzt worden sind, werden
die Lagen punktgeschweißt oder anderweitig gesichert, um ein Verrutschen zu vermeiden.
Daraufhin erfolgt ihre Erwärmung und Verschweißung bei etwa 425 bis 510° C (800
bis 950° F), um dadurch ein im Maßstab verlängertes Blech 13, wie in F i g. 3 gezeigt,
zu erhalten. Hierbei besteht die Möglichkeit, daß die Form der unverschweißten Zonen
zwischen den Blechen 10 einerseits und den Blechen 11 andererseits deckungsgleich
gewählt wird. Diese Formen können natürlich auch voneinander abweichen.
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Das Aufblähen der unverschweißten Zonen erfolgt zweckmäßigerweise
gleichzeitig, wobei sich die Rinnen, Kanäle oder sonstigen Hohlräume 14 an beiden
Oberflächen der Blecheinheit 13 bilden (vgl. F i g. 4). Vorzugsweise wird dieser
Aufblähvorgang in bekannter Weise zwischen flachen Matrizenplatten vorgenommen.
Die Außenflächen der die Hohlräume 14 bildenden Wände erhalten dabei Abflachungen
15, wodurch die Hohlkörper eine sehr geringe Bauhöhe erhalten. Diese Formgebung
eignet sich im besonderen für Flachverdampfer. Nach dem Aufblähen wird der Hohlkörper
13 gemäß F i g. 4 in zwei endgültige Hohlkörper 16
gemäß F i g. 5 geteilt.
Dies wird dadurch erreicht, daß das Blech 13 genügend erhitzt wird, um die die Hohlkörper
noch zusammenhaltende Mittellage 12 weich zu machen oder zu schmelzen, woraufhin
das Blech 13 in zwei Paar Bleche 16 geteilt werden kann.
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Zweckmäßigerweise sind beim Verfahren die aus schweißungshinderndem
Material bestehenden Muster, die die Hohlräume 14 bedingen, deckungsgleich oder
angepaßt, wobei also jeder Zweig eines Musters direkt gegenüber dem entsprechenden
Zweig des anderen Musters angeordnet ist. Die Hohlräume können dabei gleichzeitig
mit dem gleichen Druck aufgebläht werden, wobei man bestrebt ist, jede Verformung
derjenigen Teile des Bleches 13, die sich zwischen den Hohlräumen 14 befinden,
auf ein Mindestmaß zu beschränken oder gar zu vermeiden. Es kann sich wegen der
Dicke des Materials zwischen den Hohlräumen 14 nur eine geringfügige oder
sogar überhaupt keine Deformation bilden, auch wenn die zwei Muster nicht völlig
übereinstimmen.
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Wenn die Bleche 10 und 11 aus Aluminium bestehen und
einen relativ hohen Schmelzpunkt aufweisen, kann die Mittellage bzw. das Trennblech
12
aus einer Silizium-Aluminium-Legierung bestehen. Dieser Siliziumgehalt
kann zwischen 5 % und 12 % variieren. Wenn diese Materialart verwendet wird, kann
das Blech 13 bei Temperaturen von etwa 425° bis 510° C (800° bis 950° F) preßgeschweißt
werden, da der Schmelzpunkt dieser Silizium-Aluminium-Legierung bei annähernd 576°
C (1070° F) liegt. Der Teilungsvorgang könnte alsdann bei etwa 538° bis 593° C (1000
bis 1100° F) ausgeführt werden.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann handelsüblicher
reiner Zink mit einem Schmelzpunkt in der Größenordnung von etwa 371°C (700°F) für
die Mittellage 12 verwendet werden. Unter Benutzung dieses Materials kann das Blech
13 bei etwa 200 bis 375° C (400 bis 700° F) preßgeschweißt und der Teilungsvorgang
bei etwa 260 bis 400° C (500 bis 750° F) ausgeführt werden. Da die niederen Schmelzpunkte
der Mittellage 12 niedere Schweißtemperaturen und höhere Aufblähdrücke bedingen,
empfiehlt sich die Verwendung von solchen Mittellagen-Materialien, deren Schmelzpunkt
nahe der Schmelztemperatur der Bleche 10, 11 liegt, aus denen die Hohlkörper
16 gebildet sind.