DE1227759B

DE1227759B - Einsatzkasten zum Hartloeten von Werkstuecken

Info

Publication number: DE1227759B
Application number: DEB57848A
Authority: DE
Inventors: Stephen Bukata
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-07-31
Filing date: 1960-04-28
Publication date: 1966-10-27

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 23 k

Deutsche EX: 49 h - 33

Nummer: 1227759

Aktenzeichen: B 578481 b/49 h

Anmeldetag: 28. April 1960

Auslegetag: 27. Oktober 1966

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einsatzkasten zum Hartlöten von Werkstücken, insbesondere Wabenkörpern, bei dem die mit Heizelementen versehenen Ober- und Unterteile voneinander trennbar sind und der die Werkstücke aufnehmende Innenraum aus einer gegen die äußere Atmosphäre abgeschlossenen, evakuierten oder mit Schutzgas gefüllten Kammer besteht.

Die bisher für diese Zwecke verwendeten Einsatzkästen sind kompliziert und kostspielig; dies gilt insbesondere für die bisher für Hartlötarbeiten der erwähnten Art verwendeten geschweißten Kästen, die aufgeschnitten werden müssen, um nach Durchführung der Hartlötung das Werkstück herausnehmen zu können. Schwierigkeiten ergeben sich ferner in den Fällen, wo das der Hartlötung unterzogene Werkstück nachträglich einer schnellen Abkühlung unterworfen werden muß, um die maximale Festigkeit des Werkstückes zu erzielen. Dies geschah bisher in der Weise, daß der das Werkstück enthaltende Kasten aus dem Hartlötofen entnommen und in eine kühlende Umgebung gebracht wird. Nach dem Abkühlen wird dann der Kasten erneut in den Hartlötofen eingesetzt, um eine erforderliche weitere Wärmebehandlung durchzuführen.

Um den Transport des Kastens vom Ofen in die gekühlte Umgebung und wieder zurück und eine dabei unter Umständen eintretende Beschädigung des Werkstückes zu vermeiden, wird ein Einsatzkasten der erwähnten Art gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß die Kammer aus zwei durch Abstandsstücke getrennten Abschlußplatten und drei Umschließungsringen besteht, die die über die Ober- und Unterteile seitlich hervorstehenden Ränder der Abschlußplatten zwischen sich fassen, gegen die Abschlußplatten anpreßbar sind, den Innenraum durch in Nuten eingelegte Dichtungen von der äußeren Atmosphäre trennen und von einem Kühlmittel durchströmt sind.

Diese Bauweise erlaubt ein einfaches Einsetzen und Herausnehmen des hart zu lötenden Werkstücks, ferner das Hartlöten innerhalb einer bestimmt zusammengesetzten Atmosphäre oder im Vakuum sowie auch eine gewünschte Wärmebehandlung, ohne daß die Werkstücke aus dem Einsatzkasten entfernt werden müssen. Vorteilhaft ist ferner, daß die Räume im Oberteil, im Unterteil und zwischen den Abschlußplatten unter verschiedenem Gasdruck gehalten werden können, wodurch sich eine vielseitige Verwend-' barkeit ergibt. Dadurch, daß die Abschlußplatten an ihren seitlich über die Ober- und Unterteile hervorstehenden Rändern zwischen den Umschließungs-Einsatzkasten zum Hartlöten von Werkstücken

Anmelder:

Stephen Bukata, Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,
München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:
Stephen Bukata, Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

so ringen eingespannt sind, kann man diesen Platten in ihrem mittleren Teil ohne weiteres eine gewisse mechanische Vorspannung geben, um die Lötflächen der zu lötenden Werkstücke unter Druck zu setzen, der ihre Teile zusammenhält.

as Da der gemäß der Erfindung ausgebildete Einsatzkasten leicht zusammengesetzt bzw. auseinandergenommen werden kann, eignet er sich für fabrikationsmäßige Massenfertigung.
Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann der Einsatzkasten in den Abschlußplatten zum Ausgleich von Wärmedehnungen dienende Sicken aufweisen. Mindestens eine Abschlußplatte kann mit einem Faltenbalg versehen werden, um Werkstücke von unterschiedlicher Höhe zwischen den Abschlußplatten aufzunehmen.

Die Erfindung erstreckt sich ferner auf eine Ausbildung, bei welcher eine durch den mittleren Umschließungsring in die Kammer führende Evakuierungsleitung vorgesehen ist.

Schließlich sieht die Erfindung eine Ausbildung vor, bei welcher die Abstandsstücke gelocht sind und mit dem Ober- und Unterteil fluchten.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Einsatzkastens;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1; F i g. 3 ist ein Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig.l;

F i g. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 1;

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F i g. 5 ist eine auseinandergezogene Darstellung, aus der die Konstruktion des Einsatzkastens nach F i g. 1 ersichtlich ist;

F i g. 6 ist ein verkürzter Längsschnitt durch eine weitere Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Einsatzkastens;

F i g. 7 ist ein. Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 6.

In Fig. 1 bis 5 ist eine mit 10 bezeichnete Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Einsatzkastens zum Einlöten von Wabenkörpern 12 veranschaulicht. Diese Wabenkörper haben einen Kern 14, der wabenförmig gewellt oder waffeiförmig sein kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kern 14 als Wabenkern ausgebildet. Der Wabenkern 14 soll unter Verwendung dünner Blätter 16 aus Hartlot, wie sie in F i g. 5 gezeigt sind, mit den Deckplatten 18,18 und den Abschlußleisten 20 von U-förmigem Querschnitt verbunden werden. Der Kern 14 ist zwischen den. Deckplatten 18 und.den Abschlußleisten 20 angeordnet.

Der Einsatzkasten 10 (F i g. 5) umfaßt eine. Abdeckung 22 und einen Boden 24, die vorzugsweise aus einem keramischen oder einem Werkstoff mit ähnlichem Verhalten bei hohen Temperaturen bestehen und in Form rechteckiger Schalen ausgebildet sind. Hierbei- wirken die Stirnwände 26 der Abdeckung 22 und die Stirnwände 28 des Bodens 24 als Unterstützung für die elektrischen Heizelemente 30, mittels deren die Temperatur im Inneren des Einsatzkastens 10 auf Arbeitstemperatur des Hartlots 16 zu bringen'ist. ^: . ■ . ■ ·

. Unterhalb des Oberteils 22 ist eine obere Abschluß- oder Deckplatte 32 aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt angeordnet. Eine untere Abschluß- oder Deckplatte 34, die von ähnlicher Konstruktion sein kann wie die obere Deckplatte 32, ist oberhalb des Unterteils 24 vorgesehen. Die obere Abschlußplatte 32 kann somit in Berührung mit den Stirnwänden 26 des Oberteils gebracht werden, während die untere' Abschlußplatte 34 auf die Stirol· wände 28 des Unterteils 24 angeordnet und durch sie unterstützt werden kann. Die Abschlußplatten 32 und 34 können durch im wesentlichen ebene Platten gebildet werden, die jedoch vorzugsweise mit Sicken 36; bzw. 38 versehen sind, damit sich die Platten bei Temperaturänderungen ausdehnen und zusammen* ziehen können- Diese Sicken 36 und 38 sind bei der Abschlußplatte 32 in der Nähe der Stirnwände 26 des Oberteils 22 und bei der unteren Abschlußplatte 34 in der Nähe der Stirnwände 28 des Unterteils 24 vorgesehen. ■

Die Abschlußplatten 32 und 34 ragen über das Oberteil 22 bzw. das Unterteil 24 um ein erhebliches Stück hinaus und bilden, wie nachstehend näher erläutert, einen Teil der Kammer des Einsatzkastens 10.

Für den Einsatzkasten 10 sind ferner drei Um? Schließungsringe vorgesehen, und zwar ein oberer Umschließungsring 40, ein mittlerer Umschließungsring 42 und ein unterer Umschließungsring 44.

Der obere Umschließungsring 40 bildet einen rechteckigen Rahmen, der hohl ausgebildet ist, so daß man ihn als Wassermantel oder als Mantel für ein anderes flüssiges Kühlmittel verwenden kann. Wie insbesondere aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, ist an einer Ecke des oberen Umschließungsringes 40 auf der einen Seite ein Flüssigkeitseinlaß 46 und auf der anderen Seite ein Flüssigkeitsauslaß 48 vorgesehen, und der Innenraüm 50 ist an dieser Ecke durch eine Trennwand 52 unterteilt. Wenn man Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit durch den Mantel 50 leitet, kann man somit den oberen Umschüeßungs-■ ring 40 auf einer relativ niedrigen Temperatur halten, obwohl innerhalb des Einsatzkastens 10 eine hohe Temperatur herrscht.

Die obere Stirnfläche 54 (F i g. 1) des oberen Umschließungsrings 40 trägt an ihren Enden Klemmenleisten 56, an denen die elektrischen Anschlüsse für die in das Oberteil 22 eingebauten elektrischen Heizelemente 30 befestigt sind. Die Klemmenleisten 56 sind in geringem Abstand von den Stirnwänden 26 des Oberteils angeordnet, so daß man nur kurze Zuleitungen zu den elektrischen Heizelementen benötigt. Der mittlere Umschließungsring 42 ist zwischen den Abschlüßplatten 32 und 34 angeordnet und. umgibt den Einsatzkasten 10 in der gleichen Weise wie der obere Umschließungsring 40. Der mittlere Umschließungsring ist ebenfalls hohl ausgebildet, so daß

; man durch den Raum 58 Wasser oder ein anderes flüssiges Kühlmittel hindurchleiten kann; zu diesem Zweck sind ein Einlaß .60 und ein Auslaß 62 (Fi g. 1) vorgesehen.

Der mittlere Umschließungsring 42 ist an seiner Oberseite mit einer einen Dichtungsring aufnehmenden Nut 64. versehen, die sich längs des. ganzen Umfangs des Umschließungsrings erstreckt. Entsprechend weist die Unterseite des mittleren Umschließungs^ rings eine einen Dichtungsring aufnehmende Nut 66 auf, die sich ebenfalls längs des ganzen Umfangs dieses Umschließungsrings erstreckt. Die Nut 64 nimmt einen geschlossenen Dichtungsring 68 von kreisrundem Querschnitt auf,., in der Nut 66 ist ein ähnlicher Dichtungsring 70 angeordnet. Der Dich-

. tungsring 68 kommt somit zur Anlage an der oberen Abschlußplatte 32," der Dichtungsring 70 an der unteren Abschlußplatte 34. Die beiden Dichtungsringe 68 und 70 bewirken eine gas-bzw. luftdichte Abdichrung desjenigen Teils des Einsatzkastens 10, welcher durch die Innenflächen des mittleren Umschließungs-r rings 42 begrenzt wird.

Mehrere Zwingen 71 greifen an der Oberseite des oberen Umschließungsrings 40 sowie an der Unterseite des unteren Umschließungsrings 44. an, so daß die Abschlußplatten 32 und 34 gegen die Dichtungsringe 68 und 70 gedruckt werden und zwischen den Abdeckplatten und den Dichtungsringen eine gas-; dichte Abdichtung bewirken.

Der untere - Umschließungsring 44 wird durch

.. einen rechteckigen Rahmen gebildet, der dem oberen Umschließungsring 40 ähnelt. Er weist einen Einlaß 72 zum Einleiten von Wasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit in den Hohlraum 74 auf, und es ist ein Auslaß 76 zum Ableiten des Kühlmittels aus dem Hohlraum 74 vorgesehen. Der Hohlraum 50 des oberen Umschließungsrings 40, der Hohlraum 58 des mittleren Umschließungsrings 42 und der Hohlraum 74 des unteren Umschließungsrings 44 können gleichartig, ausgebildet sein. An die Einlasse 46, 60 und 72 sowie die Auslässe 48, 62 und 76 werden vorzugsweise flexible Leitungen, z.B. .Gummischläuche, angeschlossen. Die Einlasse 46, 60 und 72 sollen jeweils mit einem Ventil ausgerüstet sein, damit man die Strömungsgeschwindigkeit des Kühl-

.. mittels regeln kann. . '.:. .

Die untere Abdeckplatte.34 wird von dem unteren Umschließungsring-44 getragen. Der gewünschte Ab-

Claims

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stand zwischen der oberen Abschlußplatte 32 und Dichtungsringe 68 und 70 anzudrücken, damit ein der unteren Abschlußplatte 34 zwischen den Sicken gasdichter Abschluß bewirkt wird.
36 und 38 einerseits und der Innenwand des mitt- Durch das Zuführen einer Kühlflüssigkeit zu den leren Umschließungsrings 42 wird durch Abstands- Hohlräumen 58 und 74 kann man die äußeren Teile stücke 78 (Fig. 4 und 5) aufrechterhalten, die als 5 der Abschlußplatten 32 und 34 kühlen, um eine Begelochte rechteckige oder gekrümmte Bauteile aus- Schädigung der Dichtungsringe 68 und 70 zu vergebildet sind. Die Lochung bzw. die bogenförmige hüten, doch sollen diese Dichtungsringe vorzugs-Gestalt der Abstandsstücke 78 ist erforderlich, damit weise aus einem Material bestehen, das bei den in eine Verbindung zwischen dem Teil des Einsatz- den Randabschnitten der Abschlußplatten auftretenkastens innerhalb der Abstandsstücke 78 und dem io den Temperaturen keinen Schaden leidet.
Teil außerhalb derselben vorhanden ist. Die Ab- Es sei bemerkt, daß die Heizelemente 30 mit gestandsstücke 78 halten die obere Abschlüßplatte 32 sonderten Schaltern versehen sein können, damit es annähernd in einem Abstand von der unteren Ab- bei sehr schmalen Wabenkörpern möglich ist, nur schlußplatte 34, der gleich der Höhe des Waben- eine kleine Zahl von Heizelementen zu benutzen, körpers 12 ist, so daß ein Durchbiegen der Abschluß- i₅ wodurch sich erhebliche Einsparungen an elekplatten 32 und 34 vermieden wird. irischer Energie erzielen lassen.

Der untere Umschließungsring 44 trägt an seinen Durch Einstellen der Ventile 84 und 88 kann man

Enden je eine Klemmenleiste 80 mit den elektrischen zwischen den Abdeckplatten 32 und 34 ständig einen

Anschlüssen und Zuleitungen für die in das Unter- Strom eines inerten Gases aufrechterhalten, dessen

teil 24 eingebauten elektrischen Heizelemente 30. 20 Druck etwas unterhalb des Atmosphärendrucks liegt.

Eine Rohrleitung 82, die an eine Vakuumpumpe Der Druckunterschied zwischen der Atmosphäre und oder eine andere Einrichtung zum Evakuieren der dem Raum zwischen den Abschlußplatten 32 und 34 Einsatzkammer angeschlossen werden kann, erstreckt soll ausreichen, um eine innige Berührung zwischen sich durch eine Wand des mittleren Umschließungs- den Abschlußplatten einerseits und dem Wabenrings 42. Die Rohrleitung 82 ist mit einem Ventil 84 25 körper 12 andererseits aufrechtzuerhalten, doch darf versehen. der Druckunterschied nicht so groß sein, daß der

Das von der Rohrleitung 82 abgewandte Ende des Wabenkörper zusammengedrückt wird,

mittleren Umschließungsrings 42 kann mit einer mit Die Sicken 36 und 38 gleichen die während des

einem Ventil 88 ausgerüsteten Rohrleitung 86 ver- Hartlötens erfolgende Wärmedehnung aus, und nach

sehen sein, an die man ein inertes Gas, ζ. B. Helium 30 Abschluß des bei hoher Temperatur durchgeführten

oder Argon, anschließen kann, wenn das Hartlöten Hartlötvorgangs dienen sie zum Ausgleichen der

in einer Gasatmosphäre durchgeführt werden soll. dann erfolgenden Zusammenziehung.

Um die durch die elektrischen Heizelemente 30 Da die Zuleitungen der elektrischen Heizelemente erzeugte Wärme gleichmäßig zu verteilen, ist auf der 30 und die an die Einlasse und Auslässe der UmOberseite der oberen Abschlußplatte 32 eine Gra- 35 Schließungsringe angeschlossenen Leitungen aus phitplatte 90 angeordnet, und unterhalb der unteren flexiblem Material bestehen, läßt sich der Einsatz-Abchlußplatte 34 oberhalb der unteren Heizele- kasten 10 leicht zerlegen und zusammenbauen.
mente30 ist eine Graphitplatte92 vorgesehen, die In Fig. 6 und 7 ist als weiteres Ausführungsbeivon einem Halteteil 94 getragen wird, das sich von spiel ein insgesamt mit 96 bezeichneter Einsatzkasten den Wänden des Unterteils 24 aus nach innen er- 40 dargestellt, der im wesentlichen dem Einsatzkasten streckt. An Stelle des durchlaufenden Halteteils 94 10 nach F i g. 1 bis 5 ähnelt, jedoch mit der Auskann man als Unterstützung für die untere Graphit- nähme, daß an Stelle der oberen Abschlußplatte 32 platte 92 einen Satz von Stiften vorsehen. Die Ver- eine anders ausgebildete obere Abschlußplatte 98 Wendung der Graphitplatten 90 und 92 gewährleistet, vorgesehen ist. Diese obere Abschlußplatte unterdaß zwischen den Abschlußplatten 32 und 34 eine 45 scheidet sich von jener Abschlußplatte 32 insofern, im wesentlichen gleichmäßige Erwärmung erfolgt. als sie in der Nähe ihres äußeren Randes einen

Nachstehend ist die Arbeitsweise des Einsatz- Faltenbalg 100 aufweist. Der Faltenbalg 100 ermög-

kastens 10 beschrieben. licht Ausdehnungsbewegungen der oberen Abschluß-

Das Beschicken des Einsatzkastens 10 mit dem platte 98, so daß der Einsatzkasten geschichtete Wabenkörper 12, den Hartlotblättern 16, den Deck- 50 Werkstücke von unterschiedlicher Höhe aufnehmen platten 18 und den U-Profilen20 erfolgt im allge- kann. Somit können in dem Einsatzkasten 96 vermeinen von oben her; zu diesem Zweck wird das hältnismäßig hohe Werkstücke, z. B. der in F i g. 6 Oberteil 22 nebst dem oberen Umschließungsring 40, und 7 mit 12 bezeichnete Wabenkörper hartgelötet der Graphitplatte 90 und der oberen Abschlußplatte werden. Zur Verwendung mit Kasten 96 stehen ver-32 abgehoben. Wenn die Teile für die Wabenkörper 55 schiedene gelochte Abstandsstücke von unterschied-12 auf der unteren Abschlußplatte 34 aufgesetzt licher Höhe zur Verfügung, so daß man jeweils Abworden sind, wird die obere Abschlußplatte 32 auf- Standsstücke mit der erforderlichen Höhe verwenden gelegt. Dann wird die Graphitplatte 90 auf die obere kann.
Abschlußplatte 32 gelegt, wobei ihr Gewicht gewährleistet, daß die obere Abschlußplatte 32 nach unten 60

gedrückt wird. Das Gewicht der Teile des Waben- Patentansprüche:
körpers und der Graphitplatte 90 bewirkt, daß die

untere Abschlußplatte 34 gegen die Graphitplatte 92 1. Einsatzkasten zum Hartlöten von Werkgedrückt wird. stücken, insbesondere Wabenkörpern, bei dem

Nunmehr wird das Oberteil 22 zusammen mit dem 65 die mit Heizelementen versehenen Ober- und

Umschließungsring 40 auf die obere Abschlußplatte Unterteile voneinander trennbar sind und der die

32 aufgesetzt. Hierauf werden die Zwingen 71 ange- Werkstücke aufnehmende Innenraum aus einer

bracht, um die Abschlußplatten 32 und 34 an die gegen die äußere Atmosphäre abgeschlossenen,

evakuierten oder mit Schutzgas gefüllten Kammer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus zwei durch Abstandsstücke (78) getrennten Abschlußplatten (32, 34) und drei Umschließungsringen (40, 42, 44) besteht, die die über die Ober- und Unterteile (22, 24) seitlich hervorstehenden Ränder der Abschlußplatten zwischen sich fassen, gegen die Abschlußplatten anpreßbar sind, den Innenraum durch in Nuten eingelegte Dichtungen (68, 70) von der äußeren Atmosphäre trennen und von einem Kühlmittel durchströmt sind.

2. Einsatzkasten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in den Abschlußplatten (32, 34) vorgesehene Sicken (36, 38) zum Ausgleich von Wärmedehnungen.

3. Einsatzkasten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Abschlußplatte einen Faltenbalg (100) aufweist, um Werkstücke von unterschiedlicher Höhe zwischen den Abschlußplatten aufzunehmen.

4. Einsatzkasten nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine durch den mittleren Umschließungsring (42) in die Kammer führende Evakuierungsleitung (82).

5. Einsatzkasten nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke (78) gelocht sind und mit dem Ober- und Unterteil fluchten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 903 406, 927 906.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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