DE2001022A1

DE2001022A1 - Verfahren zur Herstellung von Thermobimetallen

Info

Publication number: DE2001022A1
Application number: DE19702001022
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rabenau Fried Wilhelm
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1970-01-10
Filing date: 1970-01-10
Publication date: 1971-07-22
Also published as: DE2010439B2; DE2010439C3; DE2010439A1; DE2001022B2; DE2001022C3

Description

Verfahren zur Herstellung von Ther@obimetallen Die Erfindung betrifft ein Walzplattierverfahren zur Herstellung von zu Kupplungswendeln für Läfter insbesondere von Verbrennungskraftmaschinen und Elektromotoen zu wickelnden Thermobimetallen.
Thermobimetalle, deren aktive Komponente aus einer Metalllegierung hoher Wärmeausdehnung wie z.B. Mangan-Legierungen mit Zusätzen von Kupfer und Nickel und deren passive Komponente aus einer Hetallegierung geringer Wärmeausdehnung wie z.B. einer Eisen-Nickel-Legierung bestehen, dienen im weschtlichen zur temperaturabhängigen Selbstschaltung elektrischer Anlagen und zur Temperaturberichtigung derselben.
Zu diesem Zweck sollte das einzelne Thermobimetallelement nach Höglichkeit so beschaffen sein, daß die Grenzflächen zwischen zwei untrennbar miteinander verbundenen Komponenten weitestgehen@ in die neutrale Phase @ällt, um die größtmögliche thermische Ausbiegung und Thermokraft zu bewirken, wobei die Elastizitätsmoduli der aktiven und passiven Komponenten von ausschlaggebender Bedeutung sind.
Bekannterma@en erfolgt die Herstellung von Thermobimetallen durch Plattieren der miteinander zu verbindenden Komponenten nach dem Walzschweiß- oder Pressschweißverfahren. Hierbei werden Platten, Bänder oder Strei@en geeigneter Ab@essungen als Komponenten plattierseitig einwahd@rei motallisch gesäubert und unter Luftabschluß miteinander verbunden.
Die @ bl des jeweili@n Plattiervorfanre@s und der entsprechenden Plattiertemperatur richtet sich nach dem Schmelzpunkt und der @r@eichungstemperatur der joweils vorwendeten Werkstoffe. Dem Plattiervorgang schließt sich ein Warmwalzvorgen bis auf Materialstärken von 2 bis 3 mm @@.
Nach dem Weienglähen, Säubern und Besäumen des warmgewalzten Materials wird dies@@ k@lt in mchreren Stichen auf Endmaß abgewalzt.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bekannten Verfahrensmaßnahmen zur Herstellung von zu Kupplungswenscln für Lufter vorzugsweise von Werbrennungskr@@tm@schi@en u@@ Elektromotor in zu wickelnden us einer Aluminiumlegierungs- und einer 36 NiFe-Komponente bestehenden Thermobimet@lle nicht geeignet sind, um die aus funktionellen Gründen erforderlichen hohen Schaltkräfte trotz größtmöglicher thermischer Ausbiegung schon bei vergleichsweise geringen Temperaturänderungen zu bewirken.
Es wurde nun @efunden. daß man diesen nachteil beseitigen kann, wenn erfindungs@emäß ein im kalten Zustand einem Plattierwalzwerk zugeführtes Aluminium-Legierungeband nach bekannter Aktivierung der Oberfläche unter dem Walzspalt auf ein nach erfolgter Oberflächenaktivierung von der nicht zu plattierenden Seite her unter Schutzgas indirekt über ein induktiv aufgeheizten Metallblock im Durchlaufverfahren plattierseitig auf 300 bis 400°C erwärstes 36 NiFe-Band aufplattiert und gleichzeitig eine Gesa@tverformung von 40 bis 50 % ersielt wird. Dabei wird das aushärtbare Aluminium-Lagierun@@@und erst unter dem Walzenspalt durch die vom 36 NiFe-Band @er erfel@te Wärmeleiung und durch die sich entwickelnde Verformungswärme auf eine F@@perstur erhitzt, die eine Teilhomogenisierung des aushärtbaren Alumintum-Legierungshandes hinter dem Walzenspalt zur Folge hat.
Das 36 NiFe-Band, das einen Ausde@nungskoef@izienten von 0,9 x 10-4 cm/cm°C ung eine Streckprense von ca. 20 kp/mm² besitst, wird zur @rzielung der funktionsmäßig bedingten hohen Schaltkräfte zweckmäßigerweise mit einem aushärtbaren im vergüteten Zustand nicht mehr pla@tierbaren Aluminium-Legierungsband, das im ausgehärteten Zustand eine Streckgrenze von 15 bis 25 kp/mm² vorzugsweise 20 kp/mm² aufweist, verbunden.
Als besonders geeignet hat sich für diesen Zweck ein Aluminium-Legierungsband des Typs AlZn5CuMg mit einem Aus@ehnungskoeffizienten von 23 x 10-4 cm/cm°C erwiesen, dessen Streckgrenze bei 24 kp/mm² liegt.
Die Plattiertemperatur wird sowohl über die Plattiergeschwindigkeit als auch durch den Anpresseruck an den induktiv erhitzten Metallblock sowie durch die Temperatur des Metallblocks gesteuert.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird auf der Seite des Aluminium-Legierungsbandes eine Walze mit größeren Durchmesser als auf der Seite des 36 NiFe-Bandes angeordnet, wobei die größere Walze eine rauher geschliffene Ballenoberfläche als die extrem glatte und gefettete kleinere Walze aufweist, um eine zu starke Verformung des Aluminium-Legierungsbandes zu unterbinden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert: Zur Herstellung eines Thermobimetallbandes von 5 mm Breite und 2,2 mm Stärke, wie es für die Herstellung von Kupplungswendeln für Lüfter erforderlich ist, wird zunächst ein 100 mm breites geglühtes 36 NiFe-Band von 1,5 mm Stärke mit einem ebenfalls 100 mm breiten jedoch 2,8 mm starken aushärtbaren Aluminium-Legierungsband des Typ hlZn5GuNg walzplattiert, indem das Aluminium-Legierungsband dem Walzenspalt im kalten Zustand und das 56 NiXe-Band mit einer plattierseitigen Temperatur von 35000 zugeführt wird. Die Brwärmung des 36 NiFe-Bandes erfolgt indirekt durch einen auf 65000 induktiv erhitzten Netallblock, über den das 36 NiFe-Band mit einer Geschwindigkeit von 5 m/min mit der der zu plattierenden Oberfläche abgewandten Seite unter einem bestimmten Druck gezogen wird, so daß bei Erreichung des Walzenspaltes nach etwa einer Sekunde an der zu plattierenden, aktivierten Oberfläche des 36 NiFe-Bandes eine Temperatur von 35000 herrscht, die sich unmittelbar hinter dem Walzenspalt durch die eine größere Temperatur aufweisende nicht zu plattierende ,'Seite des 36 NiFe-Bandes sowie durch die VErformungswärme noch wesentlich erhöht.
Bei dieser VErfahrensweise stellt sich eine gewünschte anteilmäßige Verformung des Aluminium-Legierungsbandes von 2,8 an 1,2 mm um 57 @ und eine solche vom 36 NiFe-Band von 1,5 an 1,0 mm um 55 @ bei einer Gesamtverformung von 49 % ein. Durch künstliche oder natürliche Aushärtung des aufplattierten teilweise homogenisierter @luminium-Legierungs-@@@@es kann die @@ l@@@@ft der @us @@sen Bändern gefertigten Kupplungs@en@eln für Lüfter w@sentlich gesteigert werden, indem dis beichtmetall auf eine Streckgrenze von etwa 24 Kp/mm² gebracht wird, einem Zustand, in dem es sich nicht walzplattier@n läßt, jedoch die erforderlichen Schaltkräfte ohne Überschreitung der Elastizitätsgrenze übertragen kann.
Patent ansprüche

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1) Walzplattierverfahren zur Herstellung von zu Iupplungswendeln für Lüfter vorzugsweise von Verbrennungskraftmaschinen und Elektromotoren zu wickelnden Thermobimetallen, dadurch gekennzeichnet, daß ein aushärtbares im kalten Zustand zugeführtes Aluminium-Legierungsband unter dem Walzenspalt auf das von der nicht zu plattierenden Seite her unter Schutzgas indirekt über einen induktiv aufgeheizten Metallblock im Durchlaufverfahren plattierseitig auf 300 bis 40000 erwärmtes 36 ITiFe-Band bei gleichzeitiger Gesamt verformung von 40 bis 50 % aufplattiert ssird, 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 36 NiFe-Band mit einem aushärtbaren Aluminium-Begierungsband, dessen Streckgrenze im ausgehärteten Zustand 15 bis 25 vorzugsweise 24 kp/mm2 beträgt, verbunden wird.

3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das 36 NiFe-Band mit einem Aluminium-Legierungsband des Typs AlZn5CuNg verbunden wird.

4) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des 36 NiFe-Bandes durch die Plattiergeschwindigkeit, die Temperatur des induktiv aufgeheizten Metallblockes sowie durch den Anpressdruck gegen den Metallblock geregelt wird.

5) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze auf der Seite des Aluminium-Legierungsbandes einen größeren Durchmesser als die Walze aull der Seite des 36 NiFe-Bandes besitzt, wobei die größere Walze eine rauher geschliffene Ballenoberfläche als dle eiftrem glLt-te und gefettete Ballenoberfläche der kleinen Salze aufweist.