DE4033457C2 - Verfahren zum Verlöten von Rohrrahmen sowie Einrichtung dafür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlöten von Rohrrahmen, insbesondere von Fahrradrahmen und Rahmenteilen, wobei die Erwärmung der Lötstellen durch einen Induktor erfolgt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Fahrradrahmen werden fast ausschließlich autogen gelötet oder geschweißt. Zum induktiven Erwärmen der Lötstellen ist es bereits bekannt, Klappinduktoren einzusetzen (vgl. DE 30 23 237 A1).

Damit kann erreicht werden, daß unter Anwendung von Schutz- oder Formiergas eine Verkokung des Rohrmaterials vermieden wird, so daß anschließend kein Verputzen der Lötstellen erforderlich ist.

Mit diesem Klappinduktor wird die Lötstelle von außen her erwärmt. Nachteilig ist hierbei, daß sich nur eine ungleichmäßige Erwärmung erreichen läßt und daß auch die Gefahr besteht, daß Überhitzungsstellen auftreten.

Außer der induktiven Lötung durch Innenfelderwärmung mittels Klappinduktoren, wobei sehr hohe Temperaturen, das heißt ca. 1000 Grad Celsius erzeugt werden können, wird auch das autogene Löten mit Flamme angewendet.

Neben dem Nachteil, daß während des Lötvorganges ein unerwünschter Schmutzeintrag möglich ist, besteht auch hier das Problem, daß aufgrund der geringen Wandstärken der eingesetzten Rohre die Wärme schlecht geleitet wird und es deshalb leicht zu Überhitzungen kommen kann, die sich auf die angestrebte Dauerfestigkeit sehr negativ auswerten.

Aus DE-PS 9 30 578 ist ferner ein Verfahren zum Verlöten von Fahrradrahmen bekannt, bei dem die Lötstelle jeweils von innen mittels eines in den Rohrrahmen eingeschobenen Dornes durch Widerstandsheizung erhitzt wird. Wegen des im Übergangsbereich der in verlötenden Rahmenteile ungleichmäßigen elektrischen Übergangswiderstandes, kann es jedoch auch hier zu unerwünschten Überhitzung, insbesondere des Lötmittels kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit sich die Lötstellen sehr gleichmäßig und auch schnell erwärmen lassen. Es sollen dabei Temperaturen von 600 bis 650 Grad Celsius kontrolliert erreichbar sein. Insbesondere sollen dadurch qualitative Materialminderungen, die durch Überhitzung und/oder ungleichmäßige Erwärmung auftreten können, vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Verfahren der eingangs genannten Art in den Merkmalen des Anspruches 1.

Durch eine solche induktive Außenfelderwärmung von der Innenseite des Rohres her läßt sich die Lötstelle sehr schnell und - als Voraussetzung für die genaue Temperaturhaltung - gleichmäßig erwärmen. Es lassen sich so auch hohe Energiemengen zuführen, wodurch sich kurze Taktzeiten und ein hoher Energienutzungsgrad ergeben.

Vorteilhaft ist auch noch, daß durch die Erwärmung im Inneren des Rohres das in eine Muffe eingesteckte Rohr schneller erwärmt wird als die Muffe selbst. Dies führt zu einer Verengung des Lötspalts führt, was eine geringere Verwendung von Lot zuläßt.

Die Lötung wird unter einer Gasatmosphäre, vorzugsweise unter Formiergas, insbesondere Wasserstoff vorgenommen. Unter einer solchen Gasatmosphäre kann ohne Flußmittel gearbeitet werden, da dieses durch das Gas ersetzt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der oben genannten Aufgabe besteht bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art in den Merkmalen des Anspruches 2. Es ergeben sich auch hier die bereits in Verbindung mit dem Verfahren geschilderten Vorteile. Eine zusätzliche Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 3 aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt etwas schematisiert:

Fig. 1 eine Einrichtung zum Verlöten von Rohrrahmen mit in dieser Vorrichtung befindlichem Rahmen und

Fig. 2 und 3 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellungen.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zum Verlöten von Rohrrahmen 2, insbesondere von Fahrradrahmen. Die Erwärmung erfolgt induktiv mit Hilfe von Induktoren 3, die bei den Lötstellen 4 positioniert werden können.

Das Erwärmen der Lötstellen erfolgt durch eine Außenfelderwärmung, indem der jeweilige Induktor 3, der im wesentlichen durch eine Spule gebildet ist, in den jeweiligen Rohrabschnitt bis zur Lötstelle eingeführt und dort etwa koaxial positioniert wird. Dadurch kann die Lötstelle gleichmäßig, kontrolliert und schnell erwärmt werden.

Bei koaxialer Anordnung des Induktors 3 im Rohr ist ein gleichmäßiger Abstand zum Rohr vorhanden, was sich in einer gleichmäßigen, verzugsfreien Erwärmung auswirkt.

Bei den Verbindungsstellen 5 des Rohrrahmens 2 sind jeweils Verbindungsmuffen 6 vorgesehen. Diese Verbindungsmuffen 6 umgreifen die jeweiligen Rohrenden außenseitig.

Bei der vorgesehenen Innenfelderwärmung durch den im Rohr befindlichen Induktor 3 wird das in die jeweilige Verbindungsmuffe 6 eingesteckte Rohr schneller erwärmt als diese, was zu einer Verengung des Lötspalts führt. Durch diese Lötspaltverengung kann die notwendige Lötmenge verringert werden.

Durch die schnelle und gleichmäßige Erwärmung lassen sich auch kurze Löttaktzeiten erreichen und damit eine optimale Schonung des verwendeten Rohrmaterials. Diese Vorteile wirken sich insbesondere bei Verwendung hochlegierter Stähle für den Rahmen aus.

Die Vorrichtung 1 weist einen dicht verschließbaren Behälter 7 auf, in den der zum Verlöten vorbereitete Rohrrahmen 2 eingesetzt und fixiert werden kann.

Der in den Figuren dargestellte Fahrrad-Rohrrahmen weist ein Steuerrohr 8, ein Oberrohr 9, ein Unterrohr 10, ein Sattelrohr 11, zwei Sattelstreben 12 sowie zwei Kettenstreben 13 auf.

Mit der in den Figuren gezeigten Vorrichtung 1 wird mit dem in Verlängerung des Steuerrohres 8 angeordneten Induktor 3 eine Lötstelle zwischen Steuerrohr 8 und einer mit dem Oberrohr 9 bereits verlöteten Muffe 6 und durch Umpositionieren des Induktors 3 auch eine Lötstelle zwischen Steuerrohr 8 und einer mit dem Unterrohr 10 verbundenen Muffe 6 erwärmt. Mit dem in Verlängerung des Sattelrohres angeordneten Induktor 3 erfolgt einerseits ein Erwärmen bei der Verbindungsstelle zwischen Oberrohr 9, Sattelrohr 11 und Sattelstreben 12 und andererseits im unteren Bereich zwischen Unterrohr 2, Sattelrohr 11 und Kettenstreben 13. Auch in diesen Bereichen sind die dort vorhandenen Verbindungsmuffen 6 bereits mit dem Oberrohr 9 bzw. dem Unterrohr 10 verlötet.

Durch den in Verlängerung der Sattelstreben angeordneten In­ duktor 3 können die beiden Lötverbindungen an der Rohrver­ bindungsstelle zwischen Oberrohr 9 und Sattelstreben 12 erwärmt werden.

Mit dem in Verlängerung der Kettenstreben 13 angeordneten Induktor 3 ist schließlich das Erwärmen der Lötstellen beim Tretlager möglich, daß sich in dem Verbindungsknoten zwi­ schen Unterrohr 2, Sattelrohr 11 und Kettenstreben 13 befin­ det.

Sowohl die Sattelstreben 12 als auch die Kettenstreben 13 sind an ihren miteinander verbundenen Enden offen, so daß die je­ weiligen Induktoren 3 dort eintauchen und bei den jeweiligen Lötstellen positioniert werden können.

Zum Positionieren lassen sich die einzelnen Induktoren 3, die sich an den inneren Enden von Induktorstangen 14 befin­ den, in Längsrichtung innerhalb des jeweils zugeordneten Rohres verschieben. Für dieses Positionieren können entspre­ chende, hier nicht dargestellte Antriebe vorgesehen sein. Die äußeren Enden der Induktorstangen 14 lassen sich an ei­ nen Induktionsgenerator ankuppeln, wobei gleichzeitig eine elektrische Verbindung und auch eine Verbindung für Kühlwas­ ser hergestellt wird. Der Anschlußkopf 15 (Fig. 2 u. 3) des Induktionsgenerators kann die Positionierbewegungen der In­ duktorstangen 14 mitmachen.

Zum Ankuppeln der verschiedenen Induktorstangen 14 an den Anschlußkopf 15 ist der Behälter 7 mit den daran angebrach­ ten Induktorstangen 14 positionierbar, insbesondere verdreh­ bar und auch seitlich verschiebbar. In den Fig. 2 u. 3 sind unterschiedliche Ankoppelstellungen gezeigt.

Die Induktorstangen 14 sind innerhalb von Zylindern 16 ge­ führt und gasdicht abgedichtet.

Der Behälter 7 läßt sich dicht verschließen und weist eine Füllöffnung 17 für Formiergas, insbesondere Wasserstoff auf. Die Lötung kann so in einer entsprechenden Gasatmosphäre erfolgen, wobei bei Verwendung der vorerwähnten Gase kein Flußmittel für die Lötungen erforderlich ist. Das Zuführen von Lot kann durch aufgelegte Lotringe erfolgen, die im Übergangsbereich zwischen Muffen und angrenzendem Rohr po­ sitioniert werden.

Neben den bereits vorerwähnten Vorteilen hat das erfindungs­ gemäße Verfahren noch den erheblichen, zusätzlichen Vorteil, daß ein Reinigen der Lötstellen nach dem Lötvorgang nicht erforderlich ist. Dadurch werden erhebliche Zeit- und Perso­ nalkosten eingespart.

Claims (3)

1. Verfahren zum Verlöten von Rohrrahmen, insbesondere von Fahrradrahmen und Rahmenteilen, wobei die Erwärmung der Lötstellen durch einen Induktor erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
- daß die zu verbindenden Rohre mittels Muffen oder dergleichen zusammengesteckt werden,
- daß der Rahmen oder das Rahmenteil in einen Behälter eingesetzt wird,
- daß insbesondere nacheinander Induktoren in die an den Enden offenen Rohre eingeführt und bei den Verbindungsstellen positioniert werden,
- daß der Behälter mit Gas gefüllt wird und
- daß anschließend nacheinander die Induktoren zum Erzeugen eines Außenfeldes für den Lötvorgang mit einem Induktions-Generator verbunden werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dicht verschließbarer Behälter (7) zur Aufnahme eines zum Verlöten vorbereiteten, zusammengesteckten Rahmens (2) oder Rahmenteiles vorgesehen ist, der Öffnungen zum Befüllen mit Gas sowie abdichtbare Durchführungen (Zylinder 16) für Induktorstangen (14) aufweist, daß der Behälter (7) drehbar, vorzugsweise auch quer zur Drehachse positionierbar, gelagert ist und mit seinen Induktorenden (Induktorstangen 14) an einer mit einem Induktions- Generator verbundenen Energie-Einspeisestelle (15) positionierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Induktorstangen-Durchführungen Führungszylinder (16) mit den darin befindlichen, in Längsrichtung positionierbaren Induktorstangen (14) vorgesehen sind und daß die Zylinder (16) mit dem Behälter (7) verbunden oder verbindbar sind.