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Verfahren zum Miteinanderverbinden von Metallsormkörpern
Verfahren
zum Miteinanderverbinden von Metallformkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Miteinanderverbinden von zwei oder mehr Metallformkörpern unter kombinierter
Anwendung mn neuartigen Dichtungsmitteln, einer Schweißoperation und/oder Härtungshitze.
Erfindungsgemäß sind Verbesserungen erzielbar bei der Abdichtung, Schweißung und
Abstandshalterung von Metallteilen durch Verwendung einer Kombination aus eine Haftung
bewirkenden Dichtungsmitteln, Fließmitteln und metallischen Körnchen bestimmter
Form, Größe und Zusammensetzung, wobei diese Komponenten in schweißbare Dichtungsmittelformen
einfacher oder komplizierter Ausgestaltung gebracht werden können, wobei ferner
die Kombination dieser Komponenten#magnetisch behandelt werden kann, um die Anwendung
nasser oder trockener Formen des schweißbaren Dichtungsmittels an beliebiger Stelle
selbsthaftend bis zur Weiterverarbeitung zu ermglichen, und wobei ferner Kombinationen
dieser Komponenten vor und während des Verbindens der Metallteile trocken gehandhabt
werden können unter Initiierung der Härtung durch die Schweißhitze und gegebenenfalls
Vervollständigung der Härtung in nachfolgenden Verfahrensstufen, z. B. in Automobil-Farbtrocknungs
operationen.
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Zum Stand der Technik auf dem hier in Frage stehenden Gebiet ist auf
die USA-Patentschriften 2 909 643, 3 102 190 und 3 437 783 zu verweisen.
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Bei der Herstellung von Verbindungen zwischen Metallteilen durch Punktschweißen
wird bekanntlich oftmals ein Dichtungsmittel zwischen den Metallteilen verwendet,
um die verdeckten Flächen vor Korrosion zu schützen, oder um sie abzudichten bei
Einwirkung von Flüssigkeits- oder Gasdruck, oder um sie zu isolieren gegen Vibration
oder Geräuschübertragung. Derartige Dichtungsmittel sind in der Regel bis zu einem
gewissen Grade
plastisch, bisweilen bis zu einem gewissen Grade
elastisch, und in der Regel nur bis zu einem solchen Grade haftvermittelnd, wie
er erforderlich ist, um das Material an Ort und Stelle zu halten vor dem Verbinden
der Metallteile mit Hilfe anderer Mittel, z. B. durch Punktschweißen.
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Diese bekannten Verfahren sind mit zahlreichen Nachteilen behaftet.
So kann z. B. das Dichtungsmittel aus der Schweißfuge auslaufen, oder umgekehrt,
es kann nur eine unvollständige Ausbreitung des Dichtungsmittels erfolgen; ferner
können die Eigenschaften des Dichtungsmittels durch die beim Schweißen auftretende
Hitze leiden und verschlechtert werden, und umgekehrt kann di#e Schweißqualität
verschlechtert werden aufgrund der Dichtungsmittelzusammensetzung und/oder Schweißfehlstellen;
ferner kann die Schweißverbindung gelöst werden bei Auftreten einer Vibration während
des Gebrauchs; ferner kann ein übermäßiges Biegen der Schweißnähte eine Zerstörung
der Schweißstelle bewirken; ferner können giftige Gase an der Schweißstelle auftreten
aufgrund der Dichtungsmittelzusammensetzung; ferner können Probleme bestehen bei
der Handhabung oder dem Arbeiten in der Nähe von Dichtungsmitteln mit klebrigen
Oberflächen aufgrund der Empfindlichkeit derselben vor dem Zusammenpassen der zu
verbindenden Metallteile; ferner sind bestimmte streifenförmige Dichtungsmittel
nicht befähigt, sich den Fugen zwischen den zu verbindenden Metallteilen anzupassen
und diese auszufüllen bei nicht-perfektem Zusammenpassen dieser Metallteile (z.
B. Dichtungsmittel, die auf der Verwendung von mit Haftschichten versehenen Metallbändern
bestimmter Dicke basieren); ferner können übermäßige Schweißstoßdrücke vom Dichtungsmittel
eine Überbeanspruchung von Schweißstellen verursachen; und ferner können unnötig
hohe Schweißströme zur Überbrückung erwarteter maximaler Pugenabstände zu einem
eine Zerstörung bewirkenden überschüssigen Strom bei minimalen Fugenabständen führen.
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Es ist auch bereits bekannt, Metallpulver zu verwenden, um zur Verbesserung
der elektrischen Leitfähigkeit beizutragen, oder um die Hitzeverteilung zu fördern,
oder um dem Dichtungsmittel "Körper" zu verleihen, oder um, im Falle von liötmitteln,
einen Pastenfluß des pulverförmigen Lötmittels zu erzeugen. Diese bekannten Pulver
besitzen eine kristalline, flockenartige oder zerdrückt unregelmäßige Gestalt, wie
sie bei Zerkleinerungsoperationen oder Kristallabscheidung auftreten kann, und in
ihnen kann ein Aufbau von Partikeln erfolgen, der es unbestimmt macht, wie dick
die Schweißnaht (oder Schweißfuge) wird.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß einzelne
Metallkörnchen, die entweder kugelförmig oder von abgerundeter Gestalt sind und
in bezug auf Größe und Zusammensetzung klassiert sind, verwendet werden. Derartige
Körnchen können durch Verspritzverfahren hergestellt werden oder durch Kugellager-Herstellungsmethoden.
Derartige Körnchen oder Kügelchen rollen aufeinander und bilden unter Druck automatisch
einen Einkugelschicht-Fugenminimalabstand. Erfindungsgemäß wird die Dispergierung
der Körnchen in einem Trägermedium , z. B.
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dem Dichtungsmittel, genau kontrolliert, um einen Punktkontakt der
Kügelchen miteinander in kontinuierlicher Anordnung zu erzielen. Dies führt zu einer
passenden Lageeinnahme selbst dann, wenn in den zu verbindenden Paßteilen Unregelmäßigkeiten
bestehen und Fugen die größer sind als die Dicke eines Körnchens haben gleich guten
Kontakt für Schweißstrom, Hitzeübertragung und Druckverteilung, wobei auch noch
Überbrückungsmetall zum Schweißen sichergestellt wird unter Vermeidung des Nachteils
eines Festigkeitsverlustes durch verbrauchtes Material der zu verbindenden Metallteile
an den Stellen, an denen die Bindung erfolgt. Dadurch wird auch die Auswahl von
Schweißpunkten weniger kritisch zum Unterschied von der Situation, die dann vorliegt,
wenn ein sorgfältig an einem bestimmten Platz gebrachtes Stück an Überbrückungsmetall
durch Anbringung der Elektroden ganz genau gefunden werden muß.
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Darüberhinaus werden erfindungsgemäß noch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
geschaffen in bezug auf die Ausbildung trockener und/oder komplizierter Formgebung,
durch Zusatz von Fließmittelkomponenten sowie durch Magnetisierung von Metallkomponenten
zur Schaffung neuartiger Handhabungsmöglichkeiten.
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Die Erfindung wird durch die beigefügte Zeichnung näher veranschaulicht,
in der darstellen: Fig. 1 einen Querschnitt durch in üblicher bekannter Weise miteinander
verbundene Metallteile, wobei die Verbindung durch Punktschweißen unter Verwendung
eines Dichtungsmittels erfolgt ist und Nachteile dieses bekannten Verfahrens vor
dem Gebrauch des geschweißten Formkörpers gezeigt sind, Fig. 2 einen Querschnitt
des in Figur 1 dargestellten punktgeschweißten Formkörpers, wobei die beim Gebrauch
desselben auftretenden Nachteile gezeigt sind, Fig. 3 einen Querschnitt durch miteinander
zu verbindende Metallteile unter Verwendung von erfindungsgemäß verwendbarem Dichtungsmittel,
wobei die Schweißfuge vor dem Schweißen gezeigt wird und das Dichtungsmittel sich
gerade anzupassen beginnt an den beginnenden Einspanndruck, Fig. 4 einen Querschnitt
durch die beiden in Figur 3 gezeigten Metallteile nach deren Vereinigung durch Festklemmen
und Punktschweißen, wobei die genaue Steuerung der Schweißfuge, die Verteilung des
Dichtungsmittels und andere Gegebenheiten innerhalb der Fuge gezeigt werden, Fig.
5 einen Querschnitt in Längsrichtung zweier durch Dichtmittelanwendung und Punktschweißen
erfindungsgemäß zu verbindender Metallteile, wobei die vorteilhafte Anpassung
des
erfindungsgemäß verwendbaren Dichtungsmittels an Deformationen und Unregelmäßigkeiten
in den Paßflächen der zu verbindenden Teile gezeigt wird, Fig. 6 eine abgeschnittene
dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäß verwendbaren Dichtungsmittels, wobei
ein Easchenbeflecht gezeigt wird, das die Metallkörnchen in Bandform hält, Fig.
7 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß verwendbaren Dichtungsmittels
in Röhrenform, wobei eine der möglichen Methoden gezeigt wird die Röhre nebst Inhalt
in eine andere formmäßige Ausgestaltung zu verformen, Fig. 8 einen Querschnitt zweier
erfindungsgemäß zu verbindender Metallteile, wobei die magnetische Befestigung und
Halterung des erfindungsgemäßen Dichtungsmittels in hängender Lage (bei Betrachtung
der Anordnung als horizontalen Querschnitt) oder in seitlicher Befestigung auf einem
vertikalen Formkörper (bei Betrachtung der Anordnung als vertikalen Querschnitt)
gezeigt ist, und Fig. 9 einen Querschnitt von erfindungsgemäß zu verbindenden Metallteilen,
wobei gezeigt wird, wie speziell geformte, erfindungsgemäß verwendbare Dichtungsmittelmassen
die Metallteile vor dem Miteinanderverbinden in Stellung halten oder in Stellung
bringen können.
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Die in Figur 1 gezeigten Metallformkörper 1 und 2 werden zu einem
Zeitpunkt dargestellt, wo sie soeben durch Punktschweißen mit der Schweißklammeranordnung
3 und 4 in üblicher bekannter Weise miteinander verbunden wurden unter Verwendung
eines vergleichsweise inerten Dichtungsmittels zwischen den Metallformkörpern. Da
es schwierig ist, die Klemmendrücke abzustimmen auf die Dichtungsmittelkonsistenz,
die Behandlungstemperaturen und
das angewandte Dichtungsmittelvolumen,
kann das Dichtungsmittel aus der Schweißfuge herausgepreßt werden wie bei 5 gezeigt
unter Verursachung unansehnlicher Fehlstellen (wie sie z. B.
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in Autokarosserien auftreten können). Andererseits kann auch der Fall
eintreten, daß das Dichtungsmittel sich nicht weit genug erstreckt wie in 6 angedeutet
unter Bildung einer Tasche aus korrosionsanfalligem Metall. Diese Unbestimmtheit
bezüglich der exakten Schweißfuge zwischen den Metallteilen 1 und 2 macht die Anwendung
teurer, übertrieben starker elektrischer Energieeinrichtungen erforderlich, um einen
Fugenteil mit maximaler Breite zu überbrücken, was oftmals zu schlechten oder zerstörten
Schweißstellen dort führt, wo die Fuge von der angestrebten Idealbreite abweicht.
Das die Schweißnaht bildende Metall, im folgenden Überbrückungsmetall genannt, mußte
beim dargestellten bekannten Verfahren von den zu verbindenden Metallteilen geliefert
werden, was in der Regel eine verminderte Festigkeit in der Nachbarschaft der Schweißnaht
zur Folge hat und eine Ursache für ein frühes Versagen der Bindestelle sein kann.
Außerdem sind übliche bekannte Dichtungsmittel, obwohl physikalisch inert, oftmals
eine Ursache für Verunreinigungen während des Schmelzflusses, was zu Defekten wie
Metallversprödung oder Schwammigwerden im Überbrückungsmetall 7 führte.
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In Figur 2 ist die in Figur 1 dargestellte Anordnung während des Gebrauchs
gezeigt und während einer Phase einer normalen Vibrations- oder Schüttelbewegung,
wie dies z. B. in Automobilkarosserien der Fall ist, dargestellt. Die #eile 1 und
2 bewegen sich relativ zueinander, während sie durch die Schweißnaht 7 verbunden
bleiben. Ein weiteres zusätzliches Auspressen von Dichtungsmittel wird bei 5 angedeutet,
wohingegen 8 den umgekehrten Effekt von während vorausgegangener Phasen deformiertem
Dichtungsmittel wiedergibt. Die übliche Trägheit von Dichtungsmittel, wie in 8 angedeutet,
in Kombination mit den zurückweichenden Oberflächen der Metallteile 1 und 2 bewirken
ein Pumpen von (oftmals korrosiver) Umgebungsatmosphäre in die Schweißfuge, wie
bei 9 gezeigt. Dies verhindert oder erschwert eine der Hauptaufgaben des Dichtungsmittels,
nämlich den Schutz gegen Korrosion. Die Linie 10 bezeichnet die Achse der
ursprünglichen
Schweißnaht, die während der wiederholten Biegebewegungen deformiert ist und eine
Ursache für früher Versagen der Bindung darstellt.
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In Figur 3 ist die Schweißklemmenanordnung 3 und 4 gezeigt, wie sie
beginnt, die Metallteile 1 und 2 in die zum Schweißen geeignete Stellung zu bringen.
Das Dichtungsmittel 11, das in diesem Falle in extrudierter oder roSFförmiger Gestalt
zwischen die Metallteile eingebracht wurde, enthält einzelne Metallkörnchen 12,
die eine runde Form aufweisen und in bezug auf Größe, Metallverträglichkeit und
Volumen im Dichtungsmittel gesteuert werden. Sobald sich die Metallteile 1 und 2
einander nähern, rollen die Metallkügelchen 12 aufeinander und stoßen miteinander
zusammen unter Anpassung an die sich ändernde Gestalt des Dichtungsmittels 11. Beim
Dichtungsmittel kann es sich um ein übliches bekanntes Produkt handeln, dem die
Metallkörnchen oder Metallkügelchen zugesetzt wurden. Typische geeignete Dichtungsmittel
sind z. B. solche der folgenden Zusammensetzung: Polselastomer-Typ: Gew.-# Polychloropren
26,5 sterisch gehindertes Phenol (hindered phenol) 0,5 Magnesiumoxid 1,0 Butylphenolharz
5,0 Terp enphenolharz 4,0 Weichton 26,0 Zinkoxid 1,5 Hexan 175 Methyläthylketon
10,5 Toluol 7.5 100,0
Epoxy rp: Volum-% Epoxyharz 93,0 katalysiertes
Dicyandiamid 7.0 100,0 Die Fuge zwischen den zu verbindenden Metallformkörpern und
die fertiggestellte Dichtungsmittelbreite sind leicht steuerbar. So werden z. B.
für eine Fuge von 1 mm Dicke und 20 mm Breite Körnchen von 1 mm Durchmesser verwendet
und die Extrusions- oder Röhrenform des Dichtungsmittels sollte einen Durchmesser
von 5 mm haben.
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Die Menge an Metallkörnchen, die zugesetzt wird, hängt ab von (a)
der Kontraktion oder Ausdehnung des verwendeten Dichtung mittels beim Härten und
(b) dem Verwendungszweck, d. h. je nachdem ob die Körnchen nur zum Zwecke der Abstandshalterung
eingearbeitet werden oder ob sie Überbrückungsmetall zum Schweißen liefern sollen.
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Da in bezug auf (a) die verschiedensten Möglichkeiten gegeben sind,
wird hier eine Grundmenge auf der Basis neutraler Ausdehnung oder Kontraktion des
Dichtungsmittels gegeben und aufgrund dieses Leitwerte kann eine Anpassung an das
tatsächlich verwendete Dichtungsmittel erfolgen. Werden die Körnchen nur zum Zwecke
der Abstandshalterung verwendet, so ist ein Verhältnis von etwa 10 Volum-% Körnchen
zu etwa 90 % Dichtungsmittel zweckmäßig, doch müssen die Körnchen in das Dichtungsmittel
gut eingemischt sein und das Dichtungsmittel muß genug Thixotropizität haben, um
die Körnchen in gleichmäßiger Verteilung zu halten. Für eine derartige Anwendung
ist eine Anpassung der
Menge selten erforderlich, um der Expansion
oder Kontrakt-ion des Dichtungsmittels Rechnung zu tragen.
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Zum Zwecke der Schweißbrückenbildung sollte die Menge derart sein,
daß die Körnchen in virtuellem Kontakt in dem Gemisch gehalten werden. Bei Verwendung
eines idealen Dichtungsmittels (das sich beim Härten nicht ausdehnt oder zusammenzieht)
wird die Menge, bezogen auf das Volumen, dadurch erzielt, daß mit einem vollen Maß
von Kügelchen mit der gewünschten Fugengröße begonnen wird. Da die Körnchen in der
Regel kugelförmig sind, ist das für das Dichtungsmittel zur Verfügung stehende Volumen
der Abstand zwischen den Körnchen an Stellen, wo sich ihre Oberflächen nicht berühren.
Dieser "Freiraum" macht ungefahr 41,6 % des vollen Maßes aus und variiert nur geringfügig
für unterschiedliche Korngrößen. So bildet z. B. 1 Liter Körnchen, vermischt mit
0,416 Litern Dichtungsmittel virtuell 1 Liter Mischprodukt. Selbstverständlich gilt
dieses Verhältnis nur dann, wenn die Korngröße, die für die Abstandshalterungszwecke
gewählt wurde, nicht eine merkliche Menge an kleineren Körnchen in der Charge enthält,
da diese kleineren Körnchen Räume ausfüllen, die für das Dichtungsmittel vorgesehen
sind. Aufgrund des letztgenannten Faktors ist eine sorgfältige Kombination von Eorngrößen
möglich, um die größtmögliche Menge an Überbrückungsmetall zu liefern, die an jeder
Stelle über die gesamte Schweißnaht verfügbar ist. Zur Verdeutlichung sind in den
Zeichnungen die großen Abstandskügelchen besonders betont, es ist jedoch selbstverständlich,
daß die Zwischenräume, in denen hauptsächlich Dichtungsmittel angezeigt ist, eine
bestimmte Menge innerhalb des Dichtungsmittels eingeschlossener kleinerer Körnchen
enthalten können. So können z. B. zu 1 Liter Körnchen mit Abstandshalterungsgröße
0,3 Liter kleinere Körnchen zugesetzt werden unter Verminderung des Dichtungsmittelvolumens
auf etwa 0,24 Liter (die Zwischenräume zwischen den kleineren Körnchen müssen ebenfalls
mit Dichtungsmittel gefüllt werden). Die Dichtungsmittelmente im Gemisch liegt selten
unter
10 dp Gesamtvolumen, da andernfalls das angestrebte Dichtungsmittelverhalten beeinträchtigt
werden kann.
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Die in dem Gemisch vorliegenden Körnchen bestehen in der Regel (jedoch
nicht notwendigerweise ausnahmslos) aus Metall und können nach üblichen bekannten
Verfahren hergestellt werden, z. B. nach Verspritz-, Schrotkugel oder Kugellagerherstellungstechniken.
Kuiiststoffkörnchen sind ebenfalls verwendbar für bestimmte Anwendungszwecke. Geeignete
Metallkörnchen sind leicht aus beispielsweise Stahl, rostfreiem Stahl und Aluminium
herstellbar, doch ist praktisch jedes gewünschte Metall verwendbar. So kann z. B.
das Überbrückungsmetall dem Metall der zu verbindenden Teile gleichen oder dieses
ergänzein. Besteht das Metall der zu verbindenden Teile zur Kostenersparnis aus
weniger edlen Metallen, so kann das durch die Körnchen gelieferte Überbrückungsmetall
so gewählt werden, daß eine Edelmetallzusammensetzung oder Festigkeitsverbesserung
oder die Ausbildung anderer erforderlicher Eigenschaften erzielt werden. So können
z. B. im Falle von zwei Stahlteilen unabhängig von deren Stahlqualität die Körnchen
aus ~18-8-mo"-Werkstoff aufgebaut werden zur Erzeugung einer Schweißnahtlegierung,
die besser als das zu verbindende Metall ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
und bezogen auf das gleiche Beispiel können die großen oder Abstandshalterungskörnchen
aus Flußeisen bestehen und 74 % der verwendeten Körnchen ausmachen.
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Kleinere, raumfüllende Körnchen aus Nickel können 18 ffi der verwendeten
Körnchen ausmachen. Andere kleine raumfüllende Körnchen aus Chrom können 8 ffi der
verwendeten Körnchen ausmachen. Ferner können noch andere kleine Körnchen aus Molybdän
das Gemisch vervollständigen unter Verwendung üblicher Spurenmengen, doch sollten
diese vergleichsweise feinkörnig und im Dichtungsmittel gut dispergiert sein. Beim
Schweißprozeß werden diese Komponenten als Überbrückungsmetall vereinigt und in
das die zu verbindenden Teile aufbauende Metall einverleibt unter dem Schutze eines
geeigneten Dichtungsmittels.
In analoger Weise können auch Leihtmetallegierungen
verwendet oder erzeugt werden, beispielsweise für Flugzeugbau oder andere Anwendungszwecke.
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Die Körnchen können vor dem Vermischen einer Oberflächenbehandlung
unterworfen sein, um Bindungen hoher Festigkeit mit dem Dichtungsmittel zu erzeugen,
wobei z. B. übliche Metallreinigungstechniken in Frage kommen. Ferner können die
Körnchen gegen Korrosion oberflächenbehandelt sein, z. B. durch übliche bekannte
Kaliumbichromatablagerung auf Flußstahlkügelchen.
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Ferner können die Körnchen behandelt sein mit Oberflächenablagerungen
geeigneter Schweißflußmittel, um die beste Schweißnahtqualität zu erzielen.
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In Figur 4 ist das Miteinanderverbinden zweier Metallteile vollendet,
dessen Anfangsstadium in Figur 3 dargestellt ist.
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Die Metallteile 1 und 2 wurden zusammengebracht durch die Schweißklemmvorrichtung
3 und 4 und die vorbestimmte Fuge ist durch die Abstandshalterungskörnchen 12 gesteuert,
wodurch automatisch die Verteilung des Dichtungsmittels begrenzt und eine vernünftige
Kontrolle des freiliegenden Dichtungsmittels bei 11 gewährleistet ist. Das Überbrückungsmetall
7 enthält wie gewünscht in der Nähe befindliche Körnchen, so daß das die zu verbindenden
Teile aufbauende Metall praktisch intakt ist. Die Körnchen 12 leiten Hitze radial
von der Schweißnaht weg und initiieren oder beschleunigen das Härten des Dichtungsmittels.
Nur eine geringe oder überhaupt keine Deformierung der Schweißnaht ist möglich aufgrund
der begrenzten Komprimierbarkeit der Dichtungsmittelkomponenten, die sich Biegemomenten
in der Schweißachse unter den Bedingungen des Gebrauchs widersetzen. Selbstverständlich
trägt ein Dichtungsmittel mit guten Hafteigenschaften beträchtlich zu der Festigkeit
der Schweißnaht bei zusätzlich zu der durch die Schweißnaht selbst verliehenen Festigkeit.
Selbstverständlich ist ferner, daß derartige Haftdichtungsmittel härtbar sind durch
Hitze oder andere Mittel entweder im angegebenen Stadium oder in einer späteren
Produktionsstufe
(z. B. beim Automobilfarbtrocknungsprozeß) ohne daß ein Schweißen erforderlich wäre,
wobei die Festigkeit allein durch die Dichtungsmittelbindung bewirkt wird.
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Die letztgenannte Konstruktion erlaubt eine leichte seitliche Bewegung
der beiden Metallteile 1 und 2 relativ zueinander, wobei die Körnchen im Innern
der Schweißfuge rollen in den durch die Elastizität des Dichtungsmittels bedingten
Grenzen, wobei gewünschtenfalls eine Vibrations- und Schalldämpfung in einer derartigen
Struktur erreicht wird. Wären die Körnchen nicht rund (z. B. kristallin, flockenartig
oder scharfkantig) würde eine derartige Konstruktion einem baldigen Versagen der
Bindungsnaht unterliegen aufgrund der Scherwirkung derartiger Partikel.
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In Figur 5 sind die Teilel und 2 an einem Punkt gezeigt in Längsrichtung
der Schweißnaht wo eine Deformierung 13 in einem der Teile besteht. Dies kann auf
Verformungstoleranzen für die Teile 1 und 2, auf Düsenungenauigkeiten oder auf Handhabungsschäden
zurückzuführen sein. Die Schweißklemmvorrichtung 3 und 4 hat die Fuge auf den vorbestimmten
Einkorn-Minimalabstand 12 auf dem größten Teil der Schweißfuge gebracht, am Punkte
der Deformierung ist es jedoch unpraktisch oder unmöglich, einen ausreichenden Druck
auszuüben, um die Ausfluchtung zu verbessern. Ausserdem könnte, falls ein derartiger
Druck ausgeübt würde, die Aufhebung dieses Druckes nach dem Schweißen der Schweißnaht
eine Vorspannung bis zu einem ein Sicherheitsrisiko darstellenden Grade verleihen
oder sogar einen Bruch derselben bewirken. Da ein derartiger Schaden durch die verbundenen
Metallteile verborgen bleibt, ist dies eine gefährliche Praktik. Die Körner, die
in der Deformationszone 13 eine Zusammenballung erkennen lassen sorgen daher für
eine vernünftig konstante Verbindung für Schweißstrom im Vergleich zu derjenigen,
die am Minimumfugenabstand besteht, und sie liefern ferner Überbrückungsmetall zur
Erzeugung einer zufriedenstellenden Schweißnaht. Dies hebt die Toleranzbeschränkungen
für
die zu verbindenden Metallteile bis zu einem gewissen Grade auf, vereinfacht die
Schweißstromeinstellung, vermindert die Ausschußrate von anderweitig unbrauchbaren
Teilen und führt ganz allgemein zu einer Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses.
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In Figur 6 ist eine Bandform des kornhaltigen Dichtungsmittels gezeigt,
in welchem die Haupt- (oder Abstandshalterungs-) körner 12 relativ zueinander in
Stellung gehalten werden durch ein offenes Webband 14, das auch als perforierter
Streifen ausgestaltet sein kann. Dieses Befestigungsmittel wirkt bis zu einem gewissen
Grade ähnlich wie der Abstandshalter in einer Kugellageranordnung. Die Maschengröße
wird bestimmt von der Größe der vorliegenden Körner. Das Befestigungsmittel bewirkt
ferner eine Verbesserung der Handhabungscharakteristika des Bandes, da das kornhaltige
Dichtungsmittel vor der Härtung nur eine geringe eigene Festigkeit aufweist. Eine
oder beide der Schutzflächen 15 und 16, bei denen es sich um Papier, Kunststoff
oder ein anderes Material handeln kann, kann zum Schutze der aktiven Komponenten
während der Handhabung dienen, würde jedoch normalerweise vor der Einbringung des
Dichtungsmittels in eine Schweißfuge entfernt. Es ist ein erfinderisches Merkmal,
daß eine derartige Schutzfläche aus einem mit den Dichtungsmittelkomponenten verträglichen
Material besteht, z. B. aus einer Polychloroprenfolie für Dichtungsmittel vom Polychloroprentyp
oder aus einer Epoxyharzfolie für Dichtungsmittel vom Epoxytyp. In dieser Weise
gebildete Bänder können in die Schweißfuge zur Erleichterung der Handhabung "trocken"
eingebracht werden, da die Schutzfolie während der Härtung in die Dichtungsmittelfunktion
absorbiert wird oder an dieser teilnimmt.
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In Figur 7 wird gezeigt, daß das übliche Konzept eines inneren Trägerstreifens
für ein Dichtungsmittel umgekehrt wird durch Bereitstellung einer Trägerhülle 17
in Röhrenform, wobei eine derartige Röhre andere notwendige Komponenten des Dichtungsmittels
enthält,
einschließlich der erforderlichen Körner 12.
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Die Hülle 17 ist aus einem Material gebildet, das mit der Dichtungsmittelmasse
oder einer speziellen Komponente derselben verträglich ist und in die Dichtungsmittelfunktion
eingreift oder daran teilnimmt während der Härtung, wie oben erläutert. Zwei Walzen
18 und 19 lassen eine Methode zur Umformung des ursprünglichen Querschnitts in einen
davon verschiedenen Querschnitt, im dargestellten Falle in eine Bandform, erkennen.
Je nach Material, das zur Herstellung der Hülle verwendet wurde, können Hitze oder
andere Mittel verwendet werden, um die Hülle zu erweichen, um sie In die gewünschte
Form zu bringen. Die einfachste Methode besteht darin, die Hülle kurz vor den Walzen
18 und 19 vorzuerhitzen oder die Walzen zu erhitzen. Eine derartige Hitzetemperatur
sollte unter derjenidie gen liegen,/zur Initiierung einer vollständigen Härtung
des Dichtungsmittels erforderlich ist. So kann z. B. im Falle des oben beschriebenen
Dichtungsmittels vom Epoxytyp die Hülle aus dem Epoxyharz gebildet sein, das in
diesem Falle bei 115 0C schmilzt und daraufhin das Dicyandiamid löst und irreversibel
den Härtungsprozeß auslöst. Das Vorerhitzen sollte daher in diesem Falle auf eine
Temperatur unter 115 °a erfolgen und vorzugsweise nur so hoch, um die Hülle zu erweichen.
Wegen der Begrenzungsnatur der Hülle kann die Restmenge an Komponenten in trockener
Form vorliegen und trocken vermischt werden vor dem Füllen der Hülle. Dies ist besonders
geeignet für trockene Epoxymassen des oben angegebenen Typs. Auf diese Weise wird
eine vollständig trockene Röhrenform, Streifenform oder andere Form erzeugt. Dadurch
wird nicht nur die Handhabung erleichtert, sondern auch die Allergiegefahr für mit
den Dichtungsmitteln umgehende Personen vermindert. Außerdem wird eine vergleichsweise
dauerhafte Lagerungsbeständigkeit für die auf diese Weise gebildeten Dichtungsmittelformen
erzielt, was zu einer vorteilhaften Wirtschaftlichkeit der Herstellung und Lagerung
führt. Beim Gebrauch werden derartige Formen zwischen die miteinander zu vereinigenden
Teile eingebracht und danach werden
die Schweißnähte erzeugt,
welche die Härtung einleiten oder vervollständigen können, oder die Härtung kann
durch eine nachfolgende Hitzebehandlung vervollständigt werden. In analoger Weise
kann wenn andere Mittel als Schweißnähte zur Verfügung stehen, die zu verbindenden
Teile in Stellung zu halten, die Härtung ohne das Erfordernis des Schweißens vervollständigt
werden durch spätere Hitzeanwendung. So setzt z. B. bei der Automobilherstellung
ein typisches Farbtrocknungs-Förderband das Fahrzeug 24 Minuten lang einer Temperatur
von 170 0C aus. Das angegebene Epoxy-Dichtungsmittel härtet vollständig in 15 Minuten
bei 170 °C.
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Die in Figur 8 gezeigte Dichtungsmittelhülle 17 enthält Dichtungsmittelkomponenten
des oben beschriebenen Typs, doch sind in diesem Falle darin Stahlkörner enthalten,
die magnetisiert wurden. Die Magnetisierung kann entweder vor dem Vermischen der
Komponenten oder nach der Einbringung in den gewünschten Dichtungsmittelabschnitt
erfolgen und diese Methode ist daher auf jede Form von Dichtungsmittel anwendbar,
wenn die Metallkornkomponenten eine Zusammensetzung haben, die magnetisierbar ist.
Dies ermöglicht die Handhabung und Zusammenhaltung des Dichtungsmittels in nasser
oder trockener Form und das Anbringen desselben an Deckenflächen oder an aufrechte
Flächen wie je nach Wunsch. So ist z. B. denkbar, daß sich das Stahlteil 20 entweder
in horizontaler Lage oder in vertikaler Lage befindet, wobei die Dichtungsmittelform
17 einzig und allein durch magnetische Anziehung daran haftet. Der andere Teil 21,
der mit dem Teil 20 zu verbinden ist, wird dargestellt, wie er in Stellung gebracht
wird, wonach die beiden Teile 20 und 21 nur durch die Dichtungsmittelform 17 voneinander
getrennt sind und praktisch durch magnetische Anziehung zusammenhalten. Das Miteinanderverbinden
kann durch Schweißen und Hitzehärten erfolgen oder einfach durch Härtung des Dichtungsmittels.
Diese Darstellung ist typisch für eine Automobildachplatte 20 mit einer Verstärkungsrippe
21, die zu Versteifungszwecken angebracht wird. In der
für den
Teil 21 dargestellten Ausgestaltung ist die Korngröße so gewählt, daß die nach oben
gebogenen Lippen des Teils 21 daran gehindert werden, lediglich in Kontakt zu gelangen
mit der Fläche der Dachplatte 20, da dies andernfalls zu einer unerwünschten Lärmerzeugung
führen würde, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist. Diese Anordnung in Verbindung mit
einem Haftdichtungsmittel mit guten Bindeeigenschaften des oben beschriebenen Typs
kann das Erfordernis von Schweißnähten längs des Bauteils 21 überflüssig machen,
wobei die Härtung leicht bewirkt werden kann, z. B. in einem Parbtrocknungsprozeß.
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In Figur 9 sollen drei Bauteile 22, 23 und 24 miteinander verbunden
und gleichzeitig verdichtet werden. Eine Dichtungsmittelabschnittsvariation 25,
die wie oben beschrieben gebildet wurde, hält alle drei Teile in Stellung. Zusätzlich
kann sie die Teile 22 und 23 in diesem Stadium durch mechanische Kräfte zusammenhalten
oder wahlweise alle drei Teile durch magnetische Anziehung zusammenhalten. Dies
ermöglicht dem Hersteller der Anordnung eine Auswahl für den nächsten Verfahrensschritt.
Die Schweißklemmvorrichtung 3 und 4 kann einen Druck ausüben und durch die gesamte
Kombination schweißen, unterstützt durch das Vorliegen der Metallkornkomponenten,
wobei die Härtung erforderlichenfalls in späteren Verfahrensschritten vervollständigt
werden kann. Wahlweise kann das Miteinanderverbinden, Abdichten und Härten allein
durch Hitzeanwendung bewirkt werden, z. B.
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wiederum wie in dem als Beispiel genannten typischen Farbtrock nungsprozeß.