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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ver-
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löten, insbesondere durch Hartlötung, honigwabenartiger Zellenstrukturen
mit einer Deckplatte und einer Bodenplatte.
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Gewöhnlich wird die Hartverlötung von Bauelementen wie sie zur Bildung
von mil Deckplatten versehenen honigwabenartigen Zellenstrukturen dienen, in der
Weise ausgeführt, daß sie mit einem Überzug versehen werden, der aus einem in einem
Bindemittel suspendierten pulverförmigen Lötmaterial besteht, oder daß sie auf den
einander entgegengesetzten Oberflächen der Deckplatten der honigwabenartigen Zellenstruktur
mit dünnen Blättern oder Streifen aus Lötmaterial versehen werden. Wenn die honigwabenartige
Zellenstruktur sandwichartig zwischen die Abdeckplatten eingefügt ist und Hitze
darauf übertragen wird, schmilzt das Lötmaterial und fließt in die Verbindungsstellen
zwischen den honigwabenartigen Zellen und deren Berührungslinien mit den ihnen gegenüberliegenden
Plattenoberflächen.
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Eine besonders erwünschte Eigenschaft der fertigen, nach Art von
Honigwaben ausgebildeten Zellenstrukturen mit Abdeckplatten ist deren Duktilität
oder Streckbarkeit.
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Normalerweise lassen sich bestimmte Baumaterialien um einen gewissen
Prozentsatz ihrer ursprünglichen Einheitslänge dehnen oder strecken, ohne daß dadurch
die strukturelle Unversehrtheit beeinträchtigt wird. Wenn jedoch das Material des
Aufbaues die Form einer honigwabenartigen Zellenstruktur mit daraufgelöteter Deck-
und Bodenplatte
hat, wird die Streckfähigkeit erheblich beeinträchtigt.
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Das bedeutet, daß das Material nur um einen sehr kleinen Prozentsatz
gestreckt werden kann, bevor ein Fehler auftritt. Diese Eigenschaft plattenartiger
Bauelemente, die aus einer honigwabenartigen Zellenstruktur mit daraufgelöteten
Platten bestehen, ist vermutlich eine unmittelbare Folge der bis heute angewandten
Herstellungsverfahren und -einrichtungen zum Zusammenlöten der verschiedenen Bauelemente.
So entsteht z.B. bei der Anwendung einer großflächigen Bedeckung mit Lötmaterial
auf den Oberflächen der sich gegenüberstehenden Deck- und Bodenplatte ein Uberschuß
an Lötmaterial, der dauernd auf den einander zugewandten Flächen dieser Platten
verbleibt und dadurch die Dehn- oder Streckfähigkeit der Platten selbst beeinträchtigt.
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Ferner wird infolge der bis heute üblichen Verfahren mehr Lötmaterial.
gebraucht als tatsächlich notwendig ist, um die bei einer beiderseits abgedeckten
honigwabenartigen Zellenstruktur vorkommenden Verbindungsstellen zu verlöten. Im
Ergebnis bedeutet das nicht nur eine Verschwendung, sondern auch erhöhte Kosten
und eine Erhöhung des Gesamtgewichts der Plattenstruktur. Diese Nachteile treten
zusätzlich zu den bereits erwähnten, mit der Streckbarkeit verbundenen Problemen
hinzu.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Streckbarkeit verlöteter,
beiderseits mit aufgelöteten Abdeckplatten versehener honigwabenartiger Zellenstrukturen
zu
verbessern und zugleich mit einer geringeren Menge an Lötmaterial auszukommen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Patentans#>ruchs 1 gelöst. Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung
der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.
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Ein wesentliches Merkmals des Verfahrens besteht darin, daß streifenförmige
Abschnitte eines Lötmaterialfolienbandes zwischen aufeinanderfolgenden Knotenpunkten
der honigwabenartigen Zellenstruktur, während diese zusammengesetzt oder geformt
wird, angebracht werden. Die streifenförmigen Abschnitte liegen dann im wesentlichen
in parallelen Ebenen senkrecht zu den Ebenen der beiderseitigen Abdeckplatten der
Gesamtanordnung, wenn diese so angeordnet werden, daß sie die honigwabenartigen
Zellenstrukturen sandwichartig zwischen sich aufnehmen.
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Sobald Hit#e auf die beiderseitigen Abdeckplatten übertragen wird,
welche die Lötmaterialfolienabschnitte schmilzt, füllt die Schmelzflüssigkeit die
benachbarten Verbindungsstellen aus, die sich zwischen den sich berührenden Scheitelpunkten
der Zellen miteinander sowie an den Berührungslinien der Zellenwände mit den beiderseitigen
Abdeckplatten befinden. Überschüssiges Lötmaterial auf den die offenen Zellenteile
bedeckenden, von Verbindungsstellen freien Plattenoberflächen wird praktisch beseitigt.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnun-
gen
beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: F i g . 1 eine auseinandergezogene fragmentarische
perspektivische Darstellung der bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zunächst benutzten
Bauelemente im ursprünglichen Zustand; F i g . 2 eine andere perspektivische auseinandergezogene
Darstellung mit zusätzlichen Elementen wie sie zur Herstellung einer honigwabenartigen
Zellenstruktur mit beiderseitigen Abdeckplatten gemäß der Erfindung verwendet werden
können; F i g . 3 noch eine weitere perspektivische Darstellung der zusammengesetzten
Bauteile nach Fig. 2, jedoch teilweise abgebrochen, um bestimmte Teile freizulegen,
wie sie nach Ausführung des Hartlötvorganges in Erscheinung treten; F i g . 4 eine
abgebrochene Draufsicht kurzer Bandabschnitte, wie sie an den Zellenknoten als Einsätze
verwendet werden können; F i g . 5 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4 mit vorgeformten,
an den Knotenpunkten der Zellenstruktur eingefügten Einsätzen; F i g . 6 eine fragmentarische
perspektivische Darstellung einer möglichen Abwandlung des Verfahrens mit Öffnungen
in den freiliegenden Teilen des streifenförmigen Lötmateria# zwischen benachbarten
Zellenknoten und F i g . 7 eine abgewandelte Ausführungsmöglichkeit der Öffnungen
in dem streifenförmigen Lötmaterial von Fig. 6.
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In Fig. 1 werden zunächst zwei zickzackförmig gebogene Metallstreifen
10 und 11 gezeigt, deren Zusammenbau honigwabenartige Zellen als Teil einer vollständigen
Wabenzellenstruktur ergibt. Hierzu werden jeweils einander gegenüberliegende Scheitel
der zickzackförmigen Streifen 10 und 11 zur Bildung je eines Zellenknotens zusammengebracht.
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Es wird nun ein folienartiges Lötmaterial in Form eines Streifens
oder Bandes 12 von gegebener Breite W benutzt.
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Dieses Band wird in Abschnitte zum Einklemmen in den Knotenpunkten,d.h.
zwischen den Scheiteln einander benachbarter zickzackförmiger Streifen, wie z.B.
der Streifen 10 und 11, unterteilt.
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In Fig. 1 sind die beiden Streifen 10 und 11 mit relativ flachen
oder glatten, dem Zickzackmuster folgenden Flächen dargestellt. Diese Flächen können
mit noch viel kleineren Zickzackformen oder "Wellungen" ausgebildet sein, um noch
weitere Festigkeit in senkrechter Richtung und noch leichtere Umrißgestaltung zu
ermöglichen.
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Die Breite W des Lötmaterialstreifens ist genau oder annähernd gleich
der Höhe der Pletallstreifen 10 und 11, wie in Fig. 1 dargestellt.
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Nach Fig. 2 ist der Lötmaterialstreifen 12 in Form eines Abschnitts
zwischen einander benachbarten Knotenpunkten der Zickzackstreifen 10 und 11 dargestellt,
wobei zwei benachbarte Knotenpunkte mit 13 und 14 bezeichnet sind. Um den Lötmaterialstreifen
und den Zickzackstreifen aneinander zu befestigen, sind Punktschweißungen an den
Stellen
15 eines jeden Knotenpunktes ausgeführt.
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Zusätzliche Streifenabschnitte 16 und 17 sind zum aufeinanderfolgenden
Aufbau von Zickzackstreifen vorgesehen, um eine große Wabenstrukturfläche in derselben
Weise zu bilden wie dies für die Streifenabschnitte 12 und die Zickzackstreifen
10 und 11 vorstehend beschrieben wurde.
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Ferner sind in Fig. 2 Deck- und odenplatten 18 und 19 gezeigt, wobei
die Lötmaterialstreifenabschnitte in parallelen Ebenen, welche die Zellen halbieren,
liegen, und zwar senkrecht zu den Ebenen der Deck- und Bodenplatte, welche die Wab~nstruklur
sandwichartig zwischen sich aufnehmen.
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Bei der besonderen Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Bodenplatte
19 mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen 20 versehen, um eine schallabsorbierende
Platte zu bilden.
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In Fig. 3 ist durch die Pfeile 21 und 22 die Übertragung von Hitze
auf die beiderseitigen Deckplatten angedeutet, welche dazu dient, die verschiedenen
Streifenabschnitte zu schmelzen. Durch dieses Schmelzen wird das Lötmaterial in
flüssige Form gebracht, so daß es alle Verbindungsstellen zwischen den Zickzackstreifen,
also die Stellen 23, und die Berührungslinien mit den gegenüberliegenden Oberflächen
der Deck- und Bodenplatte 18 und 19, wo diese Verbindungsstellen mit 24 bzw. 25
bezeichnet sind, aufsucht und ausfüllt. Der vorher vorhandene Lötmaterialstreifenabschnitt
ist durch die gestrichelten Linien 12 in Fig. 3 angedeuter. Er ist unter Einwirkung
der Hitze geschmolzen und
bildet die Lötnähte an den Verbindungsstellen
wie beschrieben und in Fig. 3 angegeben.
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Aufgrund des Vorstehenden kann folgendes angenommen werden: Wegen
der Ausrichtung des die Form von Bandabschnitten einnehmenden Lötmaterials in Ebenen
senkrecht zur Ebene der Flächen zwischen den Knotenpunkten - im Gegensatz zur Anwendung
großflächiger Lötmaterialfolien auf den einander zugewandten Oberflächen der beiden
Deckplatten - wird praktisch das Vorhandensein allen überschüssigen Lötmaterials
auf den einander zugewandten Oberflächen der Platten 18 und 19, welche die offenen
Zellen bedecken und frei von Verbindungsstellen sind, vermieden.
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Wegen der Abwesenheit von Lötmaterial auf den einander zugewandten
Oberflächen der Abdeckplatten bei der fertigen Struktur wird die Streckfähigkeit
nicht wesentlich beeinträchtigt. Vielmehr kann die fertige Plattenstruktur verschiedenartigen
Beanspruchungen und Streckungen unterworfen werden, ohne daß Fehlerstellen auftreten.
Ferner wird die Gefahr eines Verstopfens der kleinen Löcher in der Bodenplatte,
wenn die Plattenstjuktur für Schalldämpfungszwecke verwendet wird, minimalisiert,
d.h. bis auf das kleinstmögliche Maß verringert.
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Das beschriebene Verfahren ergibt also eine bedeutend verbesserte
Wabenstruktur mit beiderseitigen Deckplatten und es verbleibt dabei praktisch kein
überschüssiges Lötmaterial auf den einander zugewandten, von Verbindungsstellen
freien Plattenflächenteilen. Dennoch kann
es zu einem unerwünschten
Niederschlag von Schmelzperlen des Lötmaterials auf den Wandflächen der Zellenwände
selbst kommen. Dies ist offenbar auf den Lötmaterialüberschuß zurückzuführen, der
sich aus Teilen der Wandabschnitte zwischen den Knotenpunkten der Zellen ergibt.
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Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß der gestrichelt gezeichnete Bandabschnitt
12 im wesentlichen die verschiedenen geschlossenen Zellen, die von den Zickzackstreifen
10 und 11 begrenzt werden, halbiert. Es ist anzunehmen, daß, wenn dieses Band schmilzt,
der den Knoten zunächst gelegene Teil des Bandes glatt und vollständig in die Verbindungsflächen
einfließt, wogegen der auf halbem Wegen zwischen den Knoten gelegene Teil des Bandes
in den offenen Teilen der Zellen nicht genügend Platz zum Einfließen hat und eine
einfache Perle oder Wulstkette auf einer oder beiden Seiten der Zelle selbst bildet.
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Um diese Auswirkungen möglichst klein zu halten, können die Lötmaterialbandabschnitte
noch weiter beschnitten oder in Abschnitte unterteilt sein, so daß sie kleine Einsätze
bilden, die an den Knotenpunkten, wie in Fig. 4 dargestellt, eingefügt werden können.
Hiernach können getrennte kurze Bandabschnitte 26 in Form von Einsätzen an den Knotenpunkten
der Zellen vorgesehen und durch Punktschweißungen 27 festgehalten werden. Die Anbringung
der einzelnen Einsätze erfordert verschiedene Schritte oder Arbeitsgänge im Gegensatz
zum einfachen Einlegen eines langgestreckten Bandes, jedoch wird eine Verschwendung
von
zwischen den Knotenpunkten verlaufendem Lötmaterial auf diese Weise vermieden.
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Um zu gewährleisten, daß genügend Lötmaterial vorhanden ist, können
die Enden der Einsätze, wie beispielsweise in Fig. 5 anhand der Einsätze 28 gezeigt,
vorgeformt werden. Hiernach sind die Enden der Einsätze, wie bei 29 gezeigt, übereinandergefaltet,
so daß weiteres Lötmaterial verfügbar ist, das erforderlich sein mag, um die Verbindungsstellen
auszufüllen. Das Ubereinanderfalten der Enden der Einsätze, wie in Fig. 5 gezeigt,
erleichtert außerdem das Einsetzen dieser an den Knotenpunkten.
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Weitere Abwandlungsmöglichkeiten sind in den Fig. 6 und 7 erläutert.
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In Fig. 6 ist ein Lötmaterialstreifen 30 gezeigt, der wiederum längs
mehrerer Knotenstellen 31 und 32 läuft und wie bei 33 angegeben, durch Punktschweißen
mit diesem verbunden ist. Der zickzackförmige Metallstreifen auf der dem Lötmaterialstreifen
30 entgegengesetzten Seite ist in Fig. 6 fortgelassen, um Unübersichtlichkeit der
Zeichnung zu vermeiden.
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Zwischen den Scheitelpunkten 31 und 32 und den übrigen Scheitelpunkten
ist der Streifenabschnitt 30 mit Öffnungen 34, 35 versehen. Diese Öffnungen bedeuten
den Fortfall eines Teils des Lötmaterials an den entsprechenden Stellen r ohne daß
dadurch Lötmaterial in der ttnmittelbaren Nachbarschaft der Verbindungsstellen weggelassen
wird, vielmehr entfällt solches lediglich in dem freien offenen Bereich
der
Zelle.
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Einfaches Ausstanzen des Materials zwecks Bildung der Öffnungen 34
und. 35 in Fig. 6 bedeutet einen gewissen Lötmaterialabfall.
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Um eine Vergeudung zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, das gesamte
Lötmaterialband etwas dünner zu machen, die Öffnungen durch Ausschneiden oder Ausstanzen
von Lappen zu bilden und diese Lappen derart auf den Streifen zurückzufalten, daß
ein dickerer Teil des Lötmaterials in der Ntåhe der Knotenpunkte entsteht, an denen
Verbindungsstellen gelötet werden sollen. Eine solche Abwandlungsmöglichkeit ist
in Fig. 7 veranschaulicht. Dort sind in einem Lötmaterialstreifenabschnitt 36 Lappen
37 und 38 gebildet und zurück auf den Streifen gebogen, so daß Öffnungen 39 bzw.
40 freibleiben.
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Bei einem Vorgehen gemäß Fig. 7 entsteht keine Vergeudung von Lötmaterial,
da die Lappen 37 bzw. 38 dichter nach dorthin zurückgebogen werden, wo sich die
Verbindungsstellen befinden, so daß das Lötmaterial in die Verbindungsstellen fließen
kann, statt Schmelzperlen auf der Oberfläche der Zellenwände zu bilden.
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Aus all dem wird ersichtlich, daß durch die Erfindung ein bedeutend
verbessertes Verfahren zum Löten, insbesondere Hartlöten von Wabenzellenstrukturen
mit beiderseitiger Plattenabdeckung geschaffen wird, durch welches eine verbesserte
Streckbarkeit, ein geringerer Bedarf an Lötmaterial und ein leichteres Gewicht der
Gesamtanordnung erhalten werden.
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