DE1452796A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung metallischer Wellplatten,insbesondere fuer Sandwichplatten - Google Patents

Description

Ihr8chr*lben Main Zeichen S 027 Tag 6.11.68

Patentanmeldung P H 52 796.9
Anmelder: Nord-Aviation Socilte Nationale de Constructions Aeronautiques, Paris.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung metallischer Wellplatten, insbesondere für Sandwichplatten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung metallischer Wellplatten aus aufeinandergelegten, dünnen Blechen als Einlagen für Sandwichplatten. Die Erfindung umschliesst im Hinblick auf neue Industrieerzeugnisse in gleicher Weise alle Bauteile, die durch Anwendung des neuen Verfahrene erhalten werden.

Die Wellplatten bestehen aus zwei Wellblechen, die eine Stärke in der Grossanordnung von 0,1 mm und darunter haben und einander mit ihren Wellenbergen Bücken an Eüoken berühren. Diese Bauteile sollen schliesslich mit einem oder zwei glatten Blechen längs der Bückenlinien der Wellungen der einen oder der anderen Seite oder beider Seiten durch Naht-•ohweiseung zu Sandwichplatten verbunden werden.

Solche Sandwichplatten werden wegen ihrer zahlreichen Vorteile, besonder· wegen ihrer Leichtigkeit und Steifigkeit, häufig in der luft- und Raumfahrt-

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Industrie eingesetzt. Insbesondere können sie - und das kennzeichnet einen Vorteil, der die Ausweitung ihrer Anwendung auf zahlreiche Gebiete möglich erscheinen lässt - betrachtet werden als ein System dichter Kanäle, die entweder dazu dienen können, ein Medium umlaufen zu lassen und mit ihm Wärme abzuführen, oder dazu, ein mehr oder weniger hohes Vakuum aufrechtzuerhalten_β

Bei einem aus der amerikanischen Patentschrift 2_f975, 265 bekannten Verfahren zur Herstellung von Wellplatten wird die gesehweisste Blechplatte ähnlich wie bei der Herstellung von Streekmetallgittern üblich, auf mechanischem Wege auseinandergezogen. Dass ein solches grobes Verfahren, keine homogene Streckung über die ganze Plattenfläche ergibt, liegt auf der Hand, insbesondere nicht bei solchen Erzeugnissen, die aus ausserordentlieh dünnen Blechen in grossen Abmessungen für Zwecke der Luft- und Raumfahrtindustrie hergestellt werden und eine G-enaraigkeit in der Grössenordnung feinmechanischer Teile aufweisen müssen, um sie anschliessend mit anderen Blechen zu Sandwichplatten verarbeiten zu können. Die Schwierigkeiten werden noch erhöht, wenn man, ausgehend von ebenen oder gewölbten Blechen, nicht parallele oder nicht geradlinige Wellungen erhalten will.

Die Erfindung zielt auf ein Verfahren ab, das die bis jetzt angetroffenen Schwierigkeiten behebt und es ausserdem gestattet» Bauteile von sehr grosser Länge herzustellen.

Auegehend von den bekannten Verfahren zur Herstellung hohler Metallgebilde (z.b. Hohre oder Dosen) aus zwei Blechplatten, die aufeinander gelegt, durch mindestens paarweise parallele Schweisenähte verbunden und

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anschliessend in den so entstandenen Bahnen aufgedornt werden (insbesondere.amerikanische Patentschrift 3|028,827)i besteht die Erfindung in einem besonderen Verfahrenaablauf, der dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Dorn, dessen grösste Querschnittsfläche der zu erzielenden Wellung entspricht, nacheinander durch alle Bahnen, die zwischen zwei benachbarten Schweiesnähten gebildet sind, von einem zwischen die Bleche eingezogenen Seil hindurchgezogen wird, während gleichzeitig die beiden Bleche zur Ausformung der erhaltenen Wellung durch eine profiliierte Führung hindurchlaufen, zu dem besonderen Zweck, Wellplatten, insbesondere als Vorstufe zur Herstellung von Sandwichplatten zu erzeugen.

Vorteilhaft werden die beiden Bleche eben aufeinander gelegt und das eine Blech über das andere vorspringend angeordnet und ersteres in Verlängerung der Schweissnähte in Streifen unterteilt, und die freien Enden dieser Streifen werden durch ein Verstärkungsblech verbunden, in dem über der Mittelachse eines jeden S-treifens ein Loch ale Führung für das Zugseil allgebracht ist. Die Zugkraft, die das Vordringen des Domes und damit das Aufweiten der verbundenen Bleche erzeugt, wirkt dann längs der Achse des Domes.

Bine vorteilhafte Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens besitzt erfindungsgemäss einen von einem Seil gezogenen Dorn und eine in Höhe des hinteren Dornendes mit diesem mitlaufende Führungsvorrichtung für die Bleche in Form eines Walzenpaares, dessen Walzen symmetrisch zur Ebene der Schweissnähte und mit ihren Achsen senkrecht zu diesen angeordnet sind und jede aus einem zylindrischen Teil, der auf den noch nicht gewellten Blechen läuft, einem Mittelteil mit einem Profil, das die Gegettform zur Aussenform der Wellung

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"bildet, und schliesslich einem weiteren zylindrischen Teil bestehen, der auf dem Eücken der Wellungen läuft.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben eich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens. In der Zeichnung zeigen;

Fig. 1 die Sehweissnähte der beiden parallelen, ebenen Bleche sowie eine Gruppe von zwei Sehweissrollen in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der linie A-A* in Fig. 1,

Fig. 3 den Durchgang des Zugseiles zwischen den beiden Blechen und den beiden zueinander parallelen Schweissnähten,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Mnie B-B¹ in KLg. 3,

Fig. 5 den Vorgang des Einführens des Domes zwischen die beiden Bleche und zwei zueinander parallele Sehweissnähte,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Mnie C-O¹ in J*ig. 5 durch den kleinsten Dornquerschnitt entsprechend der sich entwickelnden Form der Wellung,

Fig. 7 den vollständig zwischen die beiden Bleche und zwei zueinander parallele benachbarte Sehweissnähte eingeführten Dorn,

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Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie D-D¹ in Pig» 7 durch den grössten Dornquerschnitt, de.r dem grössten zu erzielenden Wellungsquerechnitt entspricht,

Pig. 9 die Vorrichtung zur Führung der Bleche und des Domes sowie zur Ausformung der erzielten Wellungen,

Fig. 10 den besonderen Aufbau mindestens eines der Enden der vorher miteinander verbundenen Bleche und

Fig. 11 die Verformung dieses Endes während des Aufdornens.

In den Fig. 1'und 2 sind die beiden ebenen Bleche 1 und 2 aufeinander gelegt und werden miteinander verbunden mittels eines Schweisskopfes mit zwei Schweissrollen 3 und 4, die auf einer Welle 5 so befestigt sind, dass ihr Abstand genauestens konstant bleibt. Die gegenseitige Verbindung der beiden Bleche 1 und 2 ist längs der Hähte 6,7 - 7,8 ... erfolgt, wobei aber die Nähte der einseinen Gruppen 6,7, 8,9 usw. nicht genau parallel zueinander sein müssen. Alle diese Schweissungen werden auf bekannten Maschinen durchgeführt.

Den Sohweissrollen 3 und 4 wird vorzugsweise ein sich verbrauchendes Zueataelement 10 zugeführt.

Der Vorgang dee Aufdornens, der der Verbindung der Bleche folgt, 1st in Fig, 5 bis 8 in einzelnen Etappen j

dargeeteilt. ι

Der Dorn 11 hat «ine Gestalt, die eich zwischen seinem ▼orderen Seil 12, dessen Querschnitt die form eines

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abgeplatteten Rhombus hat (Fig. 6), und zwischen seinem hinteren !Eeil 13 entwickelt. Die Querschnittsform des Bornes wird immer weniger abgeplattet, je mehr man sieh dem hinteren Teil nähert, wo die grösste Bornquerschnittsflache 14 der zu erzielenden Wellung der Bleche entspricht.

Bin Zugseil 15, das am vorderen Ende des Bornes 11 befestigt ist, wird zwischen die beiden Bleche 1 und 2 mittels einer nicht dargestellten Hadel eingeführt.

Das Vordringen des Bornes 11 und das damit verbundene Aufweiten der Bleche 1 und 2 kann zum Beispiel so bewerkstelligt werden, dass auf den Born mittels des Zugseiles 15 ein Zug ausgeübt wird. Bieser Vorgang kann aber auch durch irgend ein anderes bekanntes und zweckentsprechendes Mittel, z.B. durch Bruckgas bewerkstelligt werden.

Bas Aufdornen benötigt eine Schmierung. Biese kann durch alle bekannten Schmiermittel sichergestellt werden, so auch durch einen selbstschmierenden Born, durch Aufdornen ohne öl usw.

Bie Vorrichtung in Pig. 9 entspricht dem Fall, wo man die Wellung nachformen, d.h. ergänzen oder die Wirkung des Bornes vervollständigen will. Sie weist im wesentlichen zwei beiderseits der Bleche 1 und 2 angeordnete Walzen 16 und 16' auf, die beide senkrecht zu den Achsen der Wellungen angeordnet sind, -und die Berührung zwischen diesen beiden Führungs- und Formungswalzen und den beiden Blechen 1 und 2 erfolgt in der E'öene des Meeter-Quersohnittes U dee Bornes 11.

Me Relativbewegung der beiden BIeeil© 1 wa& 2 unä Waisen 16 unä 16· erfolgt wie welts,.: unten angegeben·

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Pig. 10 zeigt eine besondere Anordnung zur Befestigung der einmal miteinander verbundenen Bleche 1 und 2 unter dem Gesichtspunkt, ihre Relativbewegung bezüglich des Dornes zu ermöglichen, In fig. 10 ist Blech

I kurzer als Blech 2, die Trennlinie 20 der beiden Bleche verläuft senkrecht zu ihrer gemeinsamen Längsachse . Das freie Ende des Bleches 2 ist durch einen schmalen Blechstreifen 21 verstärkt. Die Verbindung dieses Blechstreifen mit dem Blech erfolgt durch ein beliebiges, geeignetes Verfahren. Blech 2 ist in der Verlängerung der Schweissnähte 6,7_t8,9 ... (die Verbindungsnähte sind hier parallel und zueinander äqui-

distant) zerteilt und bildet Langestreifen 23 zwischen " der Trennlinie 20 und dem Verstärkungsstreifen 21. In diesem ist über der Längsachse eines jeden Streifens 23 ein Loch 22 angebracht, um das Zugseil 24- jeweils aufzunehmen.

Fig. 11 zeigt die Form der Streifen 23 "vor und naeh der Faltung, die man erhält, indem man den Dorn 11 mitteln des Zugseiles 24 durch die entsprechenden ein-ζeinen Wege axial hindurchzieht, wobei der Dorn in dieser Figur nicht dargestellt ist. Die Befestigung der Bleche 1 und 2 an ihrem anderen, nicht dargestellten Ende kann entsprechend ausgebildet sein.

Die Bewegung der zuvor beschriebenen Führungs- und Fon&ungsvorrichtung wird mit der Bewegung des Dornes

II gekoppelt, um die AusBenabmessungen der Wellungen genau einzuhalten und um eine Verfestigung des Werkstoffes zu erreichen. Diese Verfestigung soll die mechanischen Eigenschaften verbessern, die durch die Erwärmung während des Schweissens beeinträchtigt worden sind· Gleichzeitig erhält man eine automatische Prüfung der Qualität der Schweissnähte infolge der Krafteinwirkung, die die Bleche beim Aufdornen

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auseinanderzureissen versucht.

In dem Beispiel, das soeben beschrieben wurde» besitzen die Bleche eine Stärke von 0,1 mm· Die Wellungen haben 2 mal 3 mm Höhe, und die Teilung beträgt 5,4 mm. Die Hadien betragen etwa 0,4 mm und die Abplattung der Wellungsrüeken ist etwa 0,5 asm breit* Biese Angaben zeigen die G-rössenordmmg der Abmessungen der erhaltenen Wellplatten} die Bleehstärke kann beachtlich kleiner sein bis herab zu 0,01 mm.

Das beschriebene und dargestellte Verfahren kann in Einzelheiten abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So müssen z.B. die beiden Schweissnähte, zwischen denen man den Dorn hindurchzieht, nicht streng parallel sein, sondern sie können im Gegenteil leicht konvergent sein, was erlauben würde, auf diese Weise in einem späteren Stadium leicht konische Sandwichplatten zu erhalten.

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Claims (3)

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1. Verfahren^ eur Herstellung metalliacher Wellplatten, insbesondere als Torstufe zur Herstellung von Sandwichplatten, bei dem zwei Bleche nach dem Aufeinanderlegen durch eine kontinuierliche Schweissung längs Mindestens paarweise paralleler Linien verbunden und anschliessend mittels eines zugespitzten Domes, dessen grösste Querschnittsfläche der zu erzielenden Wellung entspricht, aufgedornt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (12) nacheinander durch alle Bahnen, die zwischen zwei benachbarten Schweissnähten (6,7; 8,9) gebildet sind, von einem zwischen die Bleche (1,2) eingezogenen Seil (15) hindurchgezogen wird, während gleichzeitig die beiden Bleche zur Ausformung der erhaltenen Wellung durch eine profilierte Führung (17, 18, 19) hindurchlaufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der beiden Bleche (2) über das andere (1) vorspringend angeordnet und in Verlängerung der Schweissnähte in Streifen unterteilt wird und die freien Enden dieser Streifen durch ein Verstärkungsblech verbunden werden, in dem über der Mittelachse eines jeden Streifens ein Loch (22) als führung für das Sugaeil (24) angebracht ist (Fig. 10).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohweissnähte paarweise geradlinig, aber nicht parallel zu den Nachbarpaaren gerichtet sind·

4-· Verfahren neon Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dl« Bohweisenähte in Ziehrichtung des Domes leicht kenvtrgieren.

des Ändenmgsges. v. 49.

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Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von einem Seil (15, 24) gezogenen Dorn (12) und eine in Höhe des hinteren Dornendes (14-) mit diesem mitlaufende führungsvorrichtung für die Bleche in form eines Walzenpaares, dessen Walzen (16) symmetrisch zur Ebene der Schweissnähte (6,7) und mit ihren Achsen senkrecht zu diesen angeordnet sind und jede aus einem zylindrischen Teil (17), der auf den noch nicht gewellten Blechen (1, 2) läuft, einem Mittelteil (18) mit einem Profil, das die Gegenform zur Aussenform der Wellung bildet, und schliesslich einem weiteren zylindrischen Teil (19) bestehen, der auf dem Rücken der Wellungen läuft (Pig. 9),

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