DE2461249A1

DE2461249A1 - Verfahren zum befestigen von verbindungsgliedern mit einem metallteil

Info

Publication number: DE2461249A1
Application number: DE19742461249
Authority: DE
Inventors: Richard Dr Ing Bleckmann
Original assignee: ELPAG AG CHUR
Current assignee: ELPAG AG CHUR
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1976-06-24

Description

Verfahren zum Befestigen von Verbindungsgliedern mit einem Metallteil Die :Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen von Verbindungsgliedern mit einem Metallteil aus plastisch verformbarem Material unter Anwendung eines Preßdruckes.
Es ist bekannt, Teile aus Metall miteinander zu verpressen, indem Aussparungen oder Vorsprünge nach dem Nut-Federsystem vorgesehen und die Vorsprünge in die Aussparungen eingepreßt werden.
Gemäß der deutschen Patentschrift 519 945 wird ein Verfahren zum mechanischen Verbinden von zwei aufeinanderliegenden verschiedenartigen, d. h. verschieden harten, Blechen vorgeschlagen, von denen das härtere Blech Vertiefungen hat, in welche beim Zusammendrücken der Bleche ein Teil des weicheren Blechs hineinfließt. Gemäß dem Vorschlag dieser Patentschrift sollen die Vertiefungen zahnartig ausgeführt werden; dies setzt jedoch wieder eine bestimmte Bearbeitung des härteren Bleches voraus.
Aus der schweizerischen Patentschrift 383 730 ist ein Verfahren zum Kalt-Verschweißen von zwei Metallstücken bekanntgeworden. Unter einem "Kalt-Verschweißen" von zwei Metallstücken sind Verfahren zu verstehen, die unter sehr hohem Druck durchgeführt werden und bei denen im allgemeinen verschiedene Metallsorten miteinander verbunden werden, z. B.
Aluminium und Kupfer und deren Legierungen. Wesentliche Voraussetzungen für Kaltschweißverfahren ist, daß die zu verbindenden Oberflächen aufgerauht und gründlich entfettet werden. Gemäß dem in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahren soll nun das "Aufkratzen" oder "Aufbürsten" der zu verbindenden Oberflächen eingespart werden. Hierzu wird ein drittes Stück zwischen die beiden zu verschweißenden Stücke gebracht, das beim Pressen eine aufrauhende, scheuernde oder aufbrechende Wirkung auf die Oberflächen der zu verbindenden Stücke ausübt, so daß eine Kaltverschweißung an der aufgekratzten, gescheuerten oder aufgebrochenen Stelle stattfindet.
Zu den Kaltschweißverfahren zählen auch die sogenannten "Sprengplattierverfahren". Bei diesen Verfahren werden zwei Metallplatten mittels Abstandshalter in einem geringen Abstand, z. B. von 0,4mm, voneinander gehalten. Auf die obere Platte wird ein Sprengstoff aufgeschichtet und gezündet. Unter dem Explosionsdruck wird die obere Platte gegen die untere geschleudert, wobei sich die Metalle miteinander verbinden. Diese Verfahren sind kostspielig, da zu ihrer Durchführung buükerartige Gebäude erforderlich sind. Die benötigten Sprengstofimengen sind erheblich.
Bei diesen Verfahren werden keine Verbindungsglieder verwendet. Sie fallen dementsprechend nicht unter die Kategorie des gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens Es ist weiterhin z. 13. aus der deutschen Patentschrift 455 259 bekannt, die zu verbindenden Platten mit Bohrungen in Gewindeform oder auch in konischer Gestalt zu versehen, wobei in je zwei der einander deckenden Bohrungen ein zylindrischer Stift eingelegt wird, welcher als Verbindungsglied dient.
Einen guten Überblick ueber den augenblicklichen Stand der Technik auf dem Gebiet der Verbundmetalle zeigt die deutsche Üffenlegungsschrift 2 264142, in deren Beschreibungseinleitung die Naehteile und Schwierigkeiten der bekannten Verfahren ausfillirlich erörtert sind. Zur Lösung der Probleme wird gemäß der zuletzt angegebenen Veröffentlichung vorgeschlagen, die Oberfläche einer Eisenplatte mit einer Vielzahl von Vertiefungen geeigneter Breite und Höhe auszustatten. In diese Vertiefungen wird dann Alumlniummaterial eingesprüht. Die Einarbeitung der Vertiefungen erfolgt auf mechanischem Weg, z. 3. mittels eines schrbggestellten Meißels - ein Arbeitsgang, welcher sehr kostspielig ist.
Die genannten Verfahren haben sämtliche den Nachteil, daß die zu verbindenden Flächen in bestimmter Weisesgeformt oder bearbeitet werden müssen, wodurch insbesondere bei einer Massenfertigung erhebliche Unkosten entstehen, so daß anderen Verfahren, z.B. einem Verlöten, der Vorzug zu geben ist.
Aus der US-Patentschrift 3 485 518 sind metallische Verbindungsstreifen bekannt geworden, mittels welcher sich Holzbretter (Spalte 4, Zeile 34) bündig miteinander verbinden lassen. Die Verbindungsstreifen haben nagelförmige Zähne, mit denen sie in die Holzfläche eindringen. Es handelt sich also um eine Vernagelung mit Nagelstreifen.
Sämtliche der bisher beschriebenen Verfahren haben außerdem noch den Nachteil, daß die zu verbindenden Teile eine gewisse Mindeststärke besitzen müssen - einerseits um die notwendigen Vertiefungen in der Oberfläche anbringen zu können oder andererseits um ein genügend tiefes Eindringen z. B. der Nagelstreifen oder der Verbindungsstifte zu vermöglichen. Es können also mit den bekannten Verfahren z.B. keine dünnen Bleche miteinander verbunden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mittels welchem entsprechende Verbindungsglieder mit geringem Aufwand an einem Metallteil befestigt werden können. Die Verbindungsglieder können dabei vorher an einem anderen Metallteil z.B. durch Punktschweißung oder Umschlingung befestigt werden. Es soll jedoch auch die Befestigung der Verbindungsglieder gleichzeitig an zwei Metallteilen ermöglicht werden, welche so kraftschlüssig miteinander verbunden werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht dabei darin, daß die Verbindungsglieder aus einem härteren Material bestehen als der Metallteil und bei Anwendung eines die Fließgrenze des Metallteils übersteigenden Preßdrucks vorerst in den Metallteil soweit eindringen, daß ihr größter Querschnitt sich im Abstand von der Oberfläche des Metallteils befindet und danach durch weiteres Einwirken des Preßdrucks mittel- oder unmittelbar auf die nächste Umgebung der Eindringstellen unter weiterem Fließen des Materials des Metallteils die Eindringstellen hinter den eingedrungenen Verbindungsgliedern geschlossen bzw. soweit verkleinert werden, daß die Verbindungsglieder im Metallteil kraftschlüssig verankert sind.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform werden die Verbindungsglieder in entsprechender Anzahl und Anordnung mit einem zweiten Metallteil durch Schweißen, Löten, Pressen, Umwickeln u. dgl. verbunden. Beim Verpressen wird dann der zweite Metallteil über die Verbindungsglieder mit dem ersten Metallteil kraftschlüssig verwunden Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform werden die Verbindungsglieder zwischen dem ersten und zweiten Metallteil, welche ungefähr gleich hart sind, eingelegt. Bei Anwendung eines die Fließgrenze der beiden Metallteile überschreitenden Preßdrucks dringen sie in beide Metallteile ein, wobei sie vom Material beider Metallteile umflossen werden und eine kraftschlüssige Verbindung der beiden Metallteile bewirken.
Besonders bevorzufflt wirdeine Ausführungsform, bei der als Verbindungs-Dråthte Stangen glieder Kugeln, 6erwendet werden. Diese werden z.B. mittels Punkt-oder Lötung schweißung/an einem der Metallteile, z. B. einem dünnen Blech, befestigt.
Drähte oder Stanzen Die KugeZn,/urerden dann in as zweite Metallteil, z. B. in eine Aluminiumplatte, eingedrückt, wodurch die beiden Metallteile, z.B. das dünne Blech und die Aluminiumplatte, miteinander verbunden werden. Hinsichtlich der genannten zweiten Ausführungsform werden Drahtwendeln als Verbindungsglieder besonders bevorzugt.
Die zu verbindenden Teile können, wie erwähnt, plattenförmig sein. Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich jedoch auch besonders gut zur Befestigung von Formteilen auf einer Platte, z. B. zur Befestigung eines elektrischen Rohrheizkörpers an einer Behälterwand oder an dem Boden eines Kochgerätes.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Auf den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 das Aufschütteln von Kugeln auf eine mit Mulden oder Bohrungen versehene Hilfsplatte (z.B. die untere Elektrode einer Punktschweißmaschine); Fig. 2 einen Teilschnitt eines Kochgeschirrbodens mit aufgeschweißten Kugeln; Fig. 3 einen Teilschnitt des Kochgeschirrbodens, auf welchem eine Aluminiumplatte aufgepreßt ist, wobei in die Aluminiumplatte ein Rohrheizkörper eingepreßt ist; Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 eine Drahtwendel, welche einen stab- oder bandförmigen Teil umschlingt; Fig. 6 ein Verbindungsglied aus sich kreuzenden Stäben, welche je eine Drahtwendel tragen; Fig. 7 schaubildlich einen Rohrheizkörper, um welchen ein Draht als -Verbindungsglied gewickelt ist und welcher mit demselben auf einer Platte befestigt ist; Fig. 8 im Querschnitt einen Rohrheizkörper, um welchen ein Draht gewickelt ist und welcher zur Vergrößerung der Wärmeabstrahlung zwei Blechplatten trägt; Fig. 9 im Querschnitt einen Rohrheizkörper vor dem Aufpressen; Fig. 10 im Querschnitt den Rohrheizkörper gemäß Fig. 9 nach dem Aufpressen; Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie Xi-XI in Fig. 10; Fig. 12 einen Schnitt durch eine Preßform zur Erläuterung des Aufpressens eines Rohrheizkörpers auf eine Platte; Fig. 13 eine Teilschnittansicht, welche die Verbindung zweier Blechtafeln mittels Drahtwendeln erläutert; Fig. 14 einen Querschnitt durch eine Anordnung, bei der zwei Blechtafeln mit ihren Stirnseiten miteinander verbunden werden; Fig. 15 einen Querschnitt durch eine Preßform bei dem Aufpressen eines Rohrheizkörpers auf eine Bratpfanne; Fig. 16 schematisch die Herstellung eines Kochtopfes mit verstärktem Boden; Fig. 17 schematisch die Befestigung von Rohren, z. B. Kühlrohren, auf einem Aluminiumblech; Fig. 18 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform, bei der als Verbindungsglieder Drähte verwendet werden; Fig. 19 eine Schnittansicht einer Bügeleisensohle aus Aluminium mit aufgebrachtem Blech aus rostfreiem Stahl und eingepreßtem Rohrheizkörper; Fig. 20 eine Teilschnittansicht längs Linie XX-XX in Fig. 20; Fig. 21 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt XXI aus Fig. 19; Fig. 22 eine schematische Schnittansicht eines Wasserkochtopfes; Fig. 23 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt XXIII aus Fig. 22; Fig. 24 eine Ansicht des bei der Ausführungsform gemäß Fig. 22 und 23 verwendeten Verbindungsgliedes; Fig. 25 einen vergrößerten Schnitt XXV-XXV aus Fig. 26; eines kombinierten Heizkörpers und Fig. 26 eine Ansichl;/einer Wärmeplatte einer Kaffeemaschine; Fig. 27 eine Draufsicht auf ein Heizgerät zur Raumerhitzung; Fig. 28 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie XXVIU-XXVIfl in Fig. 27; Fig. 29 einen Querschnitt, welcher die Herstellung von Rohren aus Blechen zeigt; Fig. 30 eine Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 29; Fig. 31 ähnlich wie Fig. 29 eine abgewandelte Ausführungsform; Fig. 32 einen Querschnitt, welcher die Her#t'2lfLng einer Rohrlefttii:g, z. B. für Kühlflüssigkeiten, zeigt: Fig. 33 eine Schnittansicht der Oberseite einer Konservendose; Fig. 34 in vergrößertem Maßstab einen Teilausschnitt aus Fig. 33; Fig. 35 eine schaubildliche Ansicht zur Erläuterung der Herstellung einer Dachabdichtung; Fig. 36 eine schaubildliche Ansicht zur Erläuterung der Herstellung eines Leitungssystems, z. B. für Kühl- oder Wärmemedien.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 wird ein Verfahren zum Aufbringen eines Verstärkungsbodens mit elektrischem Rohrheizkörper auf ein Kochgeschirr erläutert. Der verstärkte Boden schützt das Kochgeschirr vor Verwerfungen und Korrosion und er dient gleichzeitig der besseren Wärmeübertragung. Dem Fachmann ist bekannt, daß die Herstellung derartiger Kochgeschirre bisher ziemlich aufwendig und kostspielig war.
Gemäß der Erfindung werden - wie in Fig. 1 dargestellt - Kugeln 1 in eine die z. B. die untere Elektrode einer Punktschweißmaschine ist, Hilfsplatte 2, eingeschüttelt, welche Bohrungen 3 oder Mulden 4 besitzt.
Die Kugeln kommen von selbst in diesen Vertiefungen zu liegen. Anschließend werden die so in einem regelmäßigen Abstand voneinander gehaltenen Kugeln 1 mittels Punktschweißung an dem Boden eines Kochgeschirrs 5 befestigt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Das so mit den Kugeln 1 versehene Kochgeschirr wird nun auf eine Aluminiumplatte 6 aufgepreßt.
Wenn der Abstand der Kugeln entsprechend gewählt wird, dann wirkt sich die nach der Seite hin sich auswirkende Mate#ialverdrängung in der Weise aus, daß das Material in die Bereiche 7 zwischen dem im Abstand von dem Kochgeschirrboden 5 liegenden größten Querschnitt 8 der Kugeln 1 und dem Kochgeschirrboden 5 einfließt. Auf diese Weise werden die Kugeln 1 in dem Material der Aluminiumplatte 6 verankert. Dieser Effekt tritt auf, wenn das Metall oder die Legierung der Platte 6 plastisch verformbar ist und bei einem für praktische Anwendungszwecke tragbaren Preßdruck zu fließen beginnt, d.h. Legierungen, deren elastische Rückfederung zu hoch ist, sind nicht geeignet. Obwohl das Einpressen der Kugeln 1 in den meisten Fällen bei Raumtemperatur vorgenommen wird, können höhere Temperaturen erforderlich oder günstig sein, wenn dadurch die für das Verfahren gemäß der Erfindung angestrebten Materialeigenschaften verbessert werden.
In die Aluminiumplatte 6 kann - wie dies in Fig. 3 dargestellt ist - ein Rohrheizkörper 9 eingepreßt werden. Zu diesem Zweck wird um den Mantel des Rohrheizkörpers 9 ein Draht 10 wendelförmig gewickelt, welcher als Verbindungsglied im Sinn der Erfindung dient und welcher den Rohrheizkörper durch Umschlingung hält. Das Material der Platte 6 umfließt bei dem Einpressen den Draht 10 und verankert sich hinter seinen Schlaufen. Die beim Einpressen auftretende Verformung des Rohrheizkörperquerschnitts erweist sich als günstig, da eine gleichmäßige Verdichtung des Isoliermaterials im Rohrmantel erzielt wird. Stellen, an denen das Isoliermaterial lockerer ist, werden etwas stärker verformt als Stellen, an denen das Isoliermaterial bereits eine hohe Verdichtung besitzt, so daß im Endeffekt eine gleichmäßige Verdichtung über die gesamte Länge des Rohrheizkörpers erzielt wird.
In Fig. 5 ist ein Verbindungsglied dargestellt, das aus einer Drahtwendel 10 besteht, die um einen stab- oder bandförmigen Träger 11 gewickelt ist.
Scharen Das in Fig. 6 dargestellte Verbindungsglied besteht aus zwei/sich kreuzender Drähte 12, welche an ihren Kreuzungspunkten 13 z. B. durch Punktschweißung miteinander verbunden sind und welche je eine Drahtwendel 13 tragen.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Verbindungsglieder werden zwischen zwei Metallteilen angeordnet. Die Wendeln 10 und die -Drähte 12 dringen dann etwa je zur Hälfte in jedes der Metallteile ein, wenn diese aus kaltfließfähigem Material etwa derselben Härte bestehen, wenn die Metallteile in einer Presse aneinander gepreßt werden. Die Wendeln 10 und auch die Drähte 12 sollen dabei aus einem härteren Material im Vergleich zu dem Material der Metallteile bestehen. Das Material der Metallteile verankert sich bei dem Preßvorgang wie beschrieben hinter den Schlaufen der Wendeln 10. Die Metallteile liegen satt aufeinander und können auch mit relativ großen Kräften nicht mehr voneinander gelöst werden. Obwohl die Materialien der Metallteile selbst keine Verbindung miteinander eingehen, entsteht bei bloßem Ansehen von außen der Eindruck, als wären die Metallteile miteinander z. B. durch Verlötung verbunden.
Wenn das Material eines der Metallteile ungeeignet, d. h. nicht fließfähig oder zu hart ist, werden vor dem Verpressen die Drahtwendeln auf diesem Metallteil z. B. durch Punktschweißung befestigt.
Die Fig. 7 und 9 bis 11 erläutern die Befestigung eines Rohrheizkörpers auf einer Platte 18. Die Platte 18 kann beispielsweise der Boden einer Bratpfanne, eine Behälterwand oder eine der Wärmeabstrahlung dienende Tragplatte sein. Die bisherigen Verfahren zur Befestigung von Rohrheizkörpern an derartigen Platten waren kostspielig. Ein Aufschweißen durch Punktschweißung scheidet im allgemeinen aus technischen Gründen aus, ein Auflöten des Rohrheizkörpers war nur bei bestimmten Materialien, z.B. bei Kupfer, möglich. Oftmals sind jedoch andere Materialien, wie z. B. Aluminium, wegen der guten Wärmeleitfähigkeit oder Chromnickelstahl wegen der Beständigkeit gegen Korrosion erwünscht. In diesen Fällen ergeben sich jedoch eine Reihe von technischen Schwierigkeiten und außerdem verliert das Material seine Festigkeit. Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht nun einen neuen Weg, einen Rohrheizkörper in feste und gut wärmeleitende Verbindung mit einer Platte18 aus beliebigem Material zu bringen. Der Rohrheizkörper besteht vor dem Aufpressen aus einem vorzugsweise ovalen Mantelrohr 19, welches ein Isoliermaterial 20, z. B. Magnesiumoxid, enthält. In das Isoliermaterial 20 ist eine Heizwendel 21 eingebettet. Um das Mantelrohr 19 ist nun ein Draht 22 gewickelt, welcher aus einem Material besteht, das härter ist als das Material der Platte 18. Beim Aufpressen des Rohrheizkörpers in einem nicht dargestellten Gesenk wird der ovale Querschnitt des Mantelrohres 19 in eine dreieckige Querschnittsform 19a umgepreßt. Dadurch entsteht eine breite Auflagefläche 19b, wodurch einerseits ein guter Wärmeübergang auf die Platte 18 und andererseits eine breite Verankerungsfläche erzielt wird. Bei dem Aufpressen dringen die an der Platte 18 anliegenden Stücke des Drahtes 22 in das Material der Platte ein und werden von diesem umschlossen. Gleichzeitig wird die Isoliermaterialschicht 20 auf ihre optimale Dichte gepreßt, so daß also das sonst übliche Pressen des Rohrheizkörpers, z.B. in einem Walzeneingriff, entfallen kann.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Rohrheizkörper zur Verbesserung der Wärmeabstrahlung mit zwei Blechstreifen 18a und 18b versehen wird. Beim Aufpressen der Blechstreifen 18a und 18b auf den Rohrheizkörper wird der um den Rohrheizkörper gewickelte Draht 22 in das Material der Blechstreifen 18a und 18b eingedrückt und von diesem umflossen, so daß die Blechstreifen und der Rohrheizkörper fest miteinander verbunden werden.
In der angegebenen Weise können größere wärmeabstrahlende Flächen, z. B. für sogenannte "Paneelöfen", für die Raumbeheizung hergestellt werden. Es werden dann mehrere stabförmige Rohrheizkörper im Abstand voneinander zwischen den Blechenl8a und 18b angeordnet. In den Bereichen zwischen den Rohrheizkörpern werden Verbindungsglieder, insbesondere in Form von Drahtwendeln 23, verwendet, damit ein sattes Anliegen der Bleche 18a und 18b aneinander erzielt wird.
In Fig. 12 ist ein Preßgesenk 24 dargestellt, welches zum Aufpressen eines Rohrheizkörpers auf eine Platte 1S dient. Die dort gezeigte Ausführ ungsform ist jedoch gegenüber der zuvor erwähnten Ausführungsform in der Hinsicht abgewandelt, daß anstelle des Drahtes 22 zwei Drahtwendeln 10 je mit Innenseele 11 entsprechend der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform verwendet werden.
Die Fig. 13 erläutert das Verbinden von zwei Blechtafeln oder Blech streifen 25, wobei mehrere mit Innendrähten 11 versehene Wendeln 10 im Abstand voneinander zwischen den Blechtafeln 25 angeordnet werden.
Das Verfahren ersetzt die bisher angewendete, jedoch wesentlich teurere Vernietung, wobei es noch den Vorteil hat, daß Nietlöcher oder Nietköpfe entfallen. Die Tafeln 25 haften jedoch nach der Verpressung ebenso gut aneinander als wenn eine Vernietung vorgenommen worden wäre.
Fig 14 erläutert die Verbindung von Blechtafeln 25 mit ihren Stirnkanten 26.
Hierfür werden Verbindungsstreifen 27 verwendet, die die Stirnkanten 26 überbrücken, wobei mindestens vier Drahtwendeln 1 zwischen die Verbindungsstreifen 27 und die Blechtafeln 25 eingelegt wurden.
Besondere Vorteile bereitet das Verfahren gemäß der Erfindung bei wärmeleitenden Verbindungen sowohl zum Erwärmen als auch zum Kühlen.
Sollen z.B. Behälter, Warmwasserbereiter, Bratpfannen, Fritteusen, Kaffee-, Wasch- oder Geschirrspülmaschinen von außen beheizt werden, dann treten durch den schlechten Wärmeübergang zwischen dem Heizkörper und der Behälterwandung erhebliche Verluste auf. Bei thermostatisch geregelten Bratpfannen, Fritteusen, Kaffeemaschinen o. dgl. behilft man sich in den meisten Fällen derart, daß die Geräte aus Aluminiumdruckguß hergestellt und ein elektrischer Rohrheizkörper in den Druckguß eingegossen wird.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Druckguß mit Aufnahmerillen zu versehen, in die nachträglich ein elektrischer Rohrheizkörper eingepreßt wird. Auch das Anlöten von elektrischen Rohrheizkörpern an die Außenwand des Behälters wird in großem Umfang vorgenommen. Alle diese Verfahren sind kostspielig und haben einen relativ hohen Ausschuß.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden die zu verbindenden Teile mit den erwähnten Verbindungsgliedern verpreßt und sind damit wärmeleitend miteinander verbunden. Durch entsprechende Formgebung dieser Verbindungsglieder ist es möglich, eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung zu erzielen.
Fig. 15 zeigt nun die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung für die Herstellung einer elektrisch beheizten Bratpfanne 28.
Es wird ein Rohrheizkörper 29 verwendet, welcher mit einer Drahtwendel 10 umwickelt ist. Die Pressung erfolgt mittels eines Werkzeuges 30, das eine der Biegung des Rohrheizkörpers entsprechende Rinne 31 besitzt. Beim Einpressen des Rohrheizkörpers wird der Pfannenboden in die Rinne 31 eingedrückt, so daß der Rohrheizkörper 29 mit der Drahtwendel 10 von der Auswölbung umschlossen wird. Die Drahtwendel wird in das Material des Pfannenbodens eingepreßt und von diesem umflossen. Die Fig. 15 zeigt dabei das Preßwerkzeug etwa in der Hälfte seiner Schließbewegung. Am Ende der Schließbewegung fluchtet der Rohrheizkörper mit dem übrigen Pfannenboden. Es kann dann - wenn erwünscht - noch eine Abdeckung mittels weiterer Verbindungsglieder, z. B. mittels Drahtwendeln, aufgebracht werden.
Fig. 16 erläutert die Herstellung eines Kochtopfes.
Mit dem Boden eines Kochtopfes 32, welcher z. B. aus rostfreiem Blech mit i mm Stärke besteht, wird ein Verbindungsglied, z. B. eine in Spi-oder Hartlötung ralform gebogene Wendel 33 durch Punkt-, Nahtschweißung/verbunden. Die Wendel 33 besteht beispielsweise aus Draht mit 0; 6 mm ~ und einer Steigung von 2 mm. Sie besitzt einen Innendraht mit 1, 5 mm Das Anschweißen der Wendel ist ein relativ einfacher Vorgang, da die Kuppen der Wendel wie Schweißbuckel wirken. Nach dem Aufschweißen der Wendel 33 wird eine Aluminiumplatte 34 so aufgepreßt, daß eine innige Berührung der Platte 34 mit dem Boden des Topfes 32 erzielt wird.
In Kühlgeräten wurde früher der Verdampfer in Form von runden Aluminiumrohren ausgebildet, die im Kühlraum angeordnet waren. Ein bedeutender Fortschritt wurde durch die Verwendung plattierter Aluminiumbleche mit aufgetriebenen Kanälen erzielt, die jedoch teuer sind. Gemäß der Erfindung gelingt nun die Herstellung derartiger Verdampfer, wie dies in Fig. 17 dargestellt ist, dadurch, daß übliche Kühlrohre 35 unter Zwischenlage von Verbindungsgliedern 36 auf einem normalen Aluminiumblech 37 befestigt werden. Die Verbindungsglieder 36 können, wie zuvor erwähnt, aus Drahtwendeln, aus Drähten oder Profilstäben bestehen. Wenn keine Drahtwendel, sondern üblicher Runddraht verwendet wird, dann empfiehlt es sich, denselben vorher an dem Kühlrohr 35 durch Punktschweißung zu befestigen.
Fig. 18 zeigt die Abdeckung einer größeren Metallplatte 38 mit einer Platte 40 aus einem rostfreien Stahl. Solche Verbindungen waren bisher schwierig oder nur mit größerem Aufwand herzustellen, da eine direkte Verschweißung oder Verlötung je nach den verwendeten Legierungen unmöglich ist oder nur über Zwischenschichten gelingt. Man mußte für derartige Aufgaben z. B. auf die kostspieligen Sprengplattierverfahren zurückgreifen, Gemäß der Erfindung werden Drähte 41, Rundstäbe jÇn diegPlatte 40 angeschweißt, welche in bestimmtem Abstand parallel zueinander liegen. Die oder Kugeln Drähte 41, Rundstäbehverden dann in die Platte 38 eingepreßt.
Die Fig. 19 - 21 zeigen die Herstellung einer Bügeleisensohle.
Auf eine relativ dünne Blechplatte 42, z. B. aus Chromnickelstahl, wird eine größere Anzahl von Kugeln 43 mittels Punktschweißung aufgeschweißt.
Die Platte 42 und ein Rohrheizkörper 44 werden nun auf eine Aluminiumplatte 33 aufgepreßt bzw. in diese eingepreßt, was in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen kann. Der Rohrheizkörper 44 ist in eine Drahtwendel 45 eingeschoben. Es sei besonders hervorgehoben, daß keine Vorbehandlung der Aluminiumplatte 46 erforderlich ist, d. h. die Platte 46 besitzt eine ebene Oberseite und eine ebene Unterseite. Unter dem Preßdruck legt sich die Drahtwendel in den Bereichen 45a satt an den Mantel des Rohrheizkörpers 44 an, wobei jedoch der Drahtquerschnitt von dem Material de r Platte 46 im unteren Bereich umflossen wird. Der DurchmesserülDerschuß der Drahtwendel wird in den Bereichen 45b in Form von seitlich abstehenden Schlaufen ausgepreßt, wobei das Material der Platte 46 in den Bereich zwischen den Schlaufen 45b und dem Rohrheizkörpermantel einfließt und diesen Bereich wieder vollständig ausfüllt. Durch die Querschnitts veränderung des Rohrheizkörpers wird - wie bereits erwähnt -infolge der gleichmäßigen Verdichtung des Isoliermaterials dessen Lebensdauer erheblich erhöht. Gleichzeitig wird, wie dies aus Fig. 21 ersichtlich ist, eine gewisse Verankerung erzielt. Die Hauptverankerung liefern jedoch die seitlich abstehenden Schlaufen 45b.
Die Fig. 22 - 24 erläutern die Herstellung eines elektrisch beheizten Heißwasserkessels.
An einer Kesselhaube 47 wird ein Boden 48 dadurch befestigt, daß zlvischen einem Flansch der Kesselhaube 47 und dem Boden 48 ein Verbindungsglied 49 eingelegt wird. Durch entsprechendes Verpressen verankert sich das Verbindungsglied 49 sowohl in dem Material der Kesselhaube 47 als auch in dem Boden 48. Das Verbindungsglied 49 besteht, wie dies in Fig. 24 dargestellt ist, aus einem wellenförmig gebogenen Draht 50, auf welchem eine Wendel 51 angeordnet ist.
Unter Verwendung einer ähnlichen Einlage 49 wird ein Rohrheizkörper 52 auf den Boden 48 aufgepreßt.
Die Fig. 25 und 26 zeigen die Herstellung eines Kaffeemaschinen-Heizkörpers bzw. eines Durchlauferhitzers.
Es wird ein Stück eines Aluminiumprofils 53 verwendet, das ausLeinem rohr- oder O-förmigen Teil 53a und einem seitlich abstehenden Lappen 53b besteht. Die Enden des Aluminiumprofils bilden einen Wasserzufluß 54 und einen Wasserausfluß 55. An das Aluminiumprofil 53 werden in einem Arbeitsgang eine Grundplatte 56 und ein Rohrheizkörper 57 je unter Z'vischenlage von Runddrähten 58 oder Rundstäben angepreßt.
Die Fig. 27 und 28 zeigen einen Heizkörper, weicher z. B. der Raumerwärmung dient.
An einer Platte 59 werden Blechstreifen 60 mittels Verbindungsgliedern 61, z. B. Drahtwendeln, befestigt, so daß Taschen oder Kanäle 62 gebildet werden. In die Taschen oder Kanäle 62 werden Heizelemente eingeschoben, die aus einer Heizwendel 63 bestehen, welche aus einem mittels eines Glasfaserschlauches isolierten Innendraht 64 und aus aufgeschobenen Isolierperlen 65 bestehen. Der Innendraht 64 kann als Rückleiter dienen, so daß ein einseitiger Anschluß bei 66 möglich ist.
Anstelle der beschriebenen Heizelemente können auch Rohrheizkörper verwendet werden, die jedoch teurer sind: Diese werden dann mittels eines der beschriebenen Verfahren mit der Platte 59 verbunden, wobei die Verwendung der Blechstreifen 60 entfallen kann.
In Ausbildung als sogenannte ttPaneelheizkörpertt können die Platten 59 in beliebiger Länge unter den Fenstern alzklappbar befestigt werden.
Die Fig. 29 ~ 32 erläutern, in welcher Weise gemäß der ErEindung Rohre, Kanäle und Leitungen aus Blechstreifen hergestellt werden können, ohne daß Schweißarbeiten oder andere komplizierte Arbeitsgänge erforderlich sind.
Gemäß der Darstellung in Fig. 29 wird ein Blechstreifen 66 in kreisrunde Form gebogen und dabei ein Randstreifen bei 67 abgebördelt, so daß er den anderen Randstreifen 68 überlappt. Zwischen die Randstreifen 67 und 68 wird eine fortlaufende Drahtwendel 69 eingelegt. Die Randstreifen werden so aufeinander gepreßt, daß die Drahtwendel vollständig in dem Material der Randstreifen 67 und 68 zu liegen kommt. Es ist verständlich, daß die Biegung des Blechstreifens 66, der Einlauf der Draht wendel 69 und der Preßvorgang in kontinuierlichem Arbeitsvorgang durch Durchlauf durch ein entsprechendes Werkzeug erfolgen kann.
In Abwandlung zu der Ausführungsform gemäß Fig. 29 können bei Rohren, die eine dickere Wandstärke aufweisen, die Randbereiche 70 und 71 eines Blechstreifens 72 durch Abfräsen oder durch Pressen in ihrer Stärke verringert werden und unter Einlage einer Drahtwendel 73 miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Oberfläche des herzustellenden Rohres glatt ist und nicht ersichtlich ist, auf welche Art und Weise die Verbindung erfolgt ist.
Gemäß der Ausführungsform in Fig. 31 werden die Randstreifen 74 und 75 eines Blechstreifens 76 rechtwinklig abgebogen und unter Zwischenlage von Drahtwendeln 77 unter entsprechender Verpressung miteinander verbunden. Die Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Randstreifen 74 und 75 zur Befestigung des Rohres oder zu seiner Aufhängung ausgenützt werden können.
Fig. 32 zeigt die Herstellung einer Leitung, wobei ein U-förmig gebogener Blechstreifen 78 mit abgebogenen Flanschen 79 auf einem ebenen Blechstreifen 80 unter Zwischenlage von Drahtwendeln 81 und entsprechendem Verpressen befestigt wird. Bei dem Blechstreifen 80 kann es sich selbstverständlich auch um eine größere Platte handeln, auf der dann in der angegebenen Art und Weise ein Leitungssystem, z. B. für Kühlflüssigkeiten angeordnet werden kann.
Die Fig. 33 zeigt, daß gemäß der Erfindung auch Konservendosenverschlüsse hergestellt werden können. Dabei wird in den einen Dosenkörper 82 ein Deckel 83 eingesetzt, welcher eine Rinne 84 zur Aufnahme einer Drahtwendel 85 mit Innendraht 86 besitzt. Der Innendraht 86 wird in diesem Fall etwas länger gehalten als die Drahtwendel 85 und mit einem Aufreißgriff 87 verbunden. Zum Verpressen in Richtung der Pfeile ergibt sich eine haltbare und luftdichte Verbindung zwischen dem Dekkel 83 und dem Dosenkörper 82, die sich jedoch wieder lösen läßt, wenn die Drahtwendel 85 ausgezogen wird.
Fig. 35 erläutert eine Ausführungsform, mit welcher größere Blech abdeckungen, z. B. Dachabdeckungen, aus einzelnen Blechtafeln hergestellt werden können, und zwar unter entsprechender Montage an Ort und Stelle. Zu diesem Zweck sind Blechtafeln 88 mit ihren Randstreifen 89 aufgebogen. Über die Verbindungsstelle der Randstücke 89 wird eine haubenförmige Abdeckung 90 unter Zwischenlage von Drahtwendein 91 gesetzt. Die Verbindung erfolgt z. B. mit einem preßluftgetriebenen Handwerkzeug, welches fortschreitend in Längsrichtung der Abdeckung 90 die Schenkel derselben zusammendrückt. Zur Vereinfachung können die Drahtwendeln 91 auch beispielsweise mittels Punktschweißung bereits vom Herstellerwerk her in der Abdeckung 90 befestigt sein. In diesem Fall können anstelle von Drahtwendeln auch andere Einlagen, z. B. Drähte oder Profilleisten, Verwendung finden.
Fig. 36 erläutert die Herstellung eines Leitungssystems, z. B. für einen Verdampfer eines Kühlaggregates. In eine Blechplatte 92 werden rinnenförmige Vertiefungen 93 eingepreßt. Unter Zwischenlage von Drahtwendein 94 wird dann die Platte 92 auf eine ebene Blechplatte 95 aufgelegt.
Die beiden Blechplatten werden durch Verpressen der Bereiche zwischen den rinnenförmigen Vertiefungen 93 miteinander verbunden.
Das Verbindungsglied kann auch die Form eines Nietes oder einer Schraube haben, z. B. wird der Halbrundkopf einer Eisengewindeschraube in eine Aluminiumplatte eingedrückt, bis der Kopf in entsprechender Entfernung von der Plattenoberfläche liegt und anschließend wird die Aluminiumplatte um den Schraubbolzen herum so unter Druck gesetzt, daß das Aluminium durch Fließen am Gewindebolzen anliegt.
In gewissen Fällen ist es vorteilhaft, vor dem Verpressen einen Metallkieber, ein Lot o. dgl. aufzubringen, so daß zusätzlich zu der mechanischen Verbindung ein Verkleben oder nach Erhitzung ein Verlöten eintritt, wodurch eine weitere Verbesserung der Festigkeit und Dichtheit derVerbindung erzielt wird.
Bei der Ausführung, Wendel mit Seele, kann z. B. die Seele aus Lot bestehen.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Befestigen von Verbindungsgliedern mit einem Metallteil aus plastisch verformbarem Material unter Anwendung eines Preßdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder aus einem härteren Material bestehen als der Metallteil und bei Anwendung eines die Fließgrenze des Metallteiles übersteigenden Preßdruckes vorerst in den Metallteil soweit eindringen, daß ihr größter Querschnitt sich im Abstand von der Oberfläche des Metallteiles befindet und danach durch weiteres Einwirken des Preßdruckes mittel- oder unmittelbar auf die nächste Umgebung der Eindringstellen unter weiterem Fließen des Materials des Metallteiles die Eindringstellen hinter den eingedrungenen Verbindungsgliedern geschlossen bzw. soweit verkleinert werden, daß die Verbindungsglieder im Metallteil kraftschlüssig verankert sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder in entsprechender Anzahl und Anordnung mit einem zweiten Metallteil durch Schweißen, Löten, Pressen, Umwickeln und dgl.

verbunden werden und daß beim Verpressen der zweite Metallteil über die Verbindungsglieder mit dem ersten Metallteil kraftschlüssig verbunden wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder zwischen dem ersten und zweiten Metallteil, welche ungefähr gleich hart sind, eingelegt werden und bei Anwendung eines die Fließgrenze der beiden Metallteile überschreitenden Preßdrukkes in beide Metallteile eindringen, vom Material beider Metaitteile umflossen werden und eine kraftschiüssige Verbindung der beiden Metallteile bewirken
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsglieder Kugeln (1, 43) verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Anzahl von Kugeln (1) in eine Platte (2) eingeschüttelt wird, die eine entsprechende Anzahl von Mulden besitzt, in welchen die Kugeln (1) zu liegen kommen, daß das erste Metallteil (5) auf die Kugeln (1) aufgesetzt wird und daß die Kugeln (1) durch Punktschweißung an dem Metallteil (5) befestigt werden, ferner daß das Metallteil (5) mit den anhaftenden Kugeln (1) auf das zweite Metallteil (6) aufgepreßt wird, bis die Kugeln (1) vollständig in das Material des zweiten Metallteiles (6) eingedrungen und vom Material umfiossen sind.
6. Verfahren zum Befestigen eines stabförmigen Metallteils auf einem Metallteil, welches eine entsprechende Aufnahmefläche für den stabförmigen Teil besitzt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Teil in eine Drahtwendel eingeschoben oder mit einer solchen versehen wird, die aus einem härteren Material im Vergleich zu dem Metallteil mit der Aufnahmefläche besteht, und daß der stabförmige Teil auf das Metallteil so aufgepreßt wird, daß die entsprechenden Teilstücke der Drahtwendel in die Oberfläche des Metallteiles eingedrückt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Preßform (30) verwendet wird, welche eine Rinne (31) besitzt und daß der stabförmige Teil mit der Drahtwendel an ein Blechteil, z. B. an den Boden eines Kochgeschirres, angelegt wird, ferner daß die Rückseite des Bleches bei dem Preßvorgang in die Rinne (31) soweit ausgewölbt wird, daß der stabförmige Teil mit der Drahtwendel von dem Blech wenigstens teilweise umschlossen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallteil mit der Aufnahmefläche aus einer stärkeren Blechplatte oder aus einem Metallgußkörper besteht und daß der mit einer Drahtwendel versehene stabförmige Teil in das Material der Blechplatte oder des Gußkörpers vollständig eingedrückt wird.
9. Verfahren nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Eindrücken des stabförmigen Teils eine Abdeckung unter Zwischenlage von Drahtwendeln oder anderen Verbindungsgliedern aufgepreßt wird.
10. Verfahren nach Ansprüchen 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Teile Rohrheizkörper sind.
11. Verfahren zum Verbinden von Metallteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Metallteile (25) ein oder mehrere Drahtwendeln (10) eingelegt werden, die aus einem härteren Material bestehen als die Bleche und daß die Bleche aufeinandergepreßt werden, wobei die Kuppen der Drahtwendeln wechselweise in das Material des einen bzw. des anderen Bleches (25) eindringen, wobei der Preßdruck so hoch gewählt wird, daß das Material der Bleche in den Raum hinter den Kuppen der Drahtwendeln (10) einfließt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Drahtwendeln (10) ein oder mehrere Drähte oder Bänder (11, 50) eingelegt sind oder daß die Wendeln um. die Drähte oder Bänder gewickelt sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,. daß die auf den Draht oder das Band gewickelte Drahtwendel vor dem Einlegen zwischen die Metallbleche in eine Zickzackform, Mäanderform oder Wellenform gebogen wird, welche quer zur Wendelachse verläuft (Fig. 24).
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich kreuzende Scharen von Drahtwendeln (10), in die ein Draht (12) oder ein Band eingelegt ist, verwendet werden und daß die Drähte oder Bänder an den Kreuzungsstellen (13) durch Punktschweißung miteinander verbunden werden und daß das so hergestellte Verbindungsglied zwischen Metallbleche oder zwischen andere Metallteile eingelegt wird, wonach die Metallbleche oder Metallteile miteinander verpreßt werden (Fig. 6).
15. Verfahren zum Herstellen eines Kochgeschirrs oder einer Bügeleisensohle oder eines anderen Gerätes, bei dem auf eine relativ starke gut wärmeleitende Grundplatte eine dünne Platte aus korrosionsbeständigem Material aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Platte aus korrosionsbeständigem Material Kugeln oder Drähte durch Löten oder Schweißen aufgebracht werden und daß die Kugeln oder Drähte in die Platte aus dem gut wärmeleitenden Material eingepreßt werden.
16. Verfahren zur Herstellung einer Heizplatte für eine Kaffeemaschine nach Ansprüchen 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stück eines Profils (53) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder einem ähnlichen geeigneten Material verwendet wird, das aus einem rohrförmigen Teil (53a) und einem seitlich abstehenden Lappen (53b) besteht und daß an das Aluminiumprofil (53) in einem Arbeitsgang eine Grundplatte (56) und ein Rohrheizkörper (57) je unter Zwischenlage von Verbindungsgliedern angepreßt wird (Fig. 25, 26).
17. Rohr- oder Leitungssystem, hergestellt nach dem Verfahren gemäß der Erfindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche eines entsprechend gebogenen Blechstreifens miteinander mittels eines Verbindungsgliedes verbunden sind oder daß mehrere Blechstreifen miteinander unter Zwischenlage entsprechender Verbindungsglieder verbunden sind, wobei das Verbindungsglied in das Material der Blechstreifen eingepreßt ist.
18. Konservendose, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel (83) mit einem Dosenkörper (82) über ein Verbindungsglied verbunden ist, welches in das Material des Deckels und des Dosenkörpers eingepreßt ist (Fig. 33, 34).
19. Konservendose nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied aus einer Drahtwendel (85) und einem in der Drahtwendel (85) liegenden Innendraht (86) besteht und daß der Innendraht mit einer dem Öffnen des der Konservendose dienenden Aufreißgriffes (eT) verbunden ist.
20. Dachabdeckung, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit ihren Randbereichen abgebogene Blechtafeln (88) eine Abdeckung (90) tragen, welche mittels entsprechender Verbindungsglieder (91) mit den Randbereichen verbunden ist.
21. Leitungssysteme für Kühl- oder Wärmemedien, hergestellt nach dem Verfahren der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blechplatte (92), welche rillenförmige Vertiefungen (93) trägt, mit einer anderen Blechplatte (95) über Verbindungsglieder (94) verbunden ist.
22. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Teile vor dem Verpressen ein Kleber oder ein Lot eingebracht wird.