DE515645C

DE515645C - Method for connecting metallic components by electrolytic means, in particular for manufacturing aircraft cells

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Publication number: DE515645C
Application number: DEB138089D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-06-27
Filing date: 1928-06-27
Publication date: 1931-01-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung hohler, innen verstärkter Konstruktionseinheiten und ferner auf die Einheiten, welche nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt sind.The invention relates to a method for manufacturing hollow, internally reinforced structural units and further to the units made by the method of the invention.

Wegen der besonderen Eignung des Verfahrens für die Konstruktion von Einheiten, welche eine Leichtigkeit des Gewichtes, verbunden mit einem hohen Grad an Baufestigkeit im Vergleiche mit der Menge an aufgewendetem Material erfordern, wird die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf die Flügel, den Rumpf und andere Teile eines Flugzeugs beschrieben, welche nachstehend unter dem Sammelnamen eines Tragflügels bezeichnet sind.Because of the particular suitability of the process for the construction of units which a lightness of weight, combined with a high degree of structural strength in comparison with the amount of material expended, the invention becomes particular Described with reference to the wings, fuselage and other parts of an aircraft, which are referred to below under the collective name of a wing.

Die Erfindung ist aber selbstverständlichHowever, the invention is self-evident

nicht auf Flugzeugkonstruktionen beschränkt, sondern kann überall angewendet werden, wo eine metallische, leichte und dünnschaltige Konstruktion erwünscht ist.not limited to aircraft constructions, but can be used anywhere a metallic, light and thin-circuit construction is desired.

Schon früher verband man metallische Bauteile auf elektrolytischem Wege, insbesondere zur Herstellung von Flugzeugzellen. Jedoch wurden bei dieser elektrolytischen Verschweißung die Teile Kante an Kante vereinigt, was eine viel zu geringe Festigkeit ergibt, da die Verbindung nur dadurch gebildet wird, daß das Plattierungsmaterial die Fuge zwischen den Stoßflächen überbrückt, wodurch man einen gefährlichen Schwächungspunkt erhält.Metallic components were connected by electrolytic means even earlier, in particular for the manufacture of airframes. However, in this case electrolytic welding the parts united edge to edge, which results in a far too low strength, since the Connection is only formed in that the plating material closes the joint between the Bridged abutment surfaces, creating a dangerous weakening point.

Nach der Erfindung werden die das Gerippe der Flugzeugzelle bildenden Holme, StrebenAccording to the invention, the spars, struts, which form the frame of the airframe

u. dgl. in ihre endgültige Lage zueinander gebracht und in an sich bekannter Weise zu einem einzigen Metallstück durch einen elektrolytisehen Überzug aus Metall verbunden. Hierdurch werden die Teile in festem Zusammenhange durch den abschließenden Überzug verriegelt, wodurch eine einfache Form einer verstärkten Einheit geschaffen wird, die den Kräften, denen sie im Betrieb ausgesetzt ist, widerstehen kann und die als ein Ganzes mit sehr geringem Gewicht gestaltet ist.and the like. brought into their final position to each other and in a manner known per se to one single piece of metal connected by an electrolytic metal coating. Through this the parts are locked together by the final coating, creating a simple form of reinforced unit that supports the forces whom it is exposed during operation, can withstand and as a whole is very light in weight is designed.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die hohlen Teile des Gerippes durch auf Formstücken elektrolytisch niedergeschlagenes Metall hergestellt. Nach Herstellung des Überzugs, welcher nur eine sehr geringe Wandstärke aufweist, werden die Formstücke entfernt, und die gewonnenenTeile sind nun äußerst leicht und trotzdem sehr widerstandsfähig.According to a further feature of the invention, the hollow parts of the framework are through Fittings made of electrolytically deposited metal. After making the coating, which has only a very small wall thickness, the fittings are removed, and the parts obtained are now extremely light, yet very tough.

Nach dem Zusammenfügen der Einzelteile des Gerippes werden die Zwischenräume durch entfernbare Formstücke ausgefüllt, und das Ganze erhält elektrolytisch einen zusammenhängenden Metallüberzug auf der freiliegenden Oberfläche, so daß eine ein Stück bildende Oberfläche entsteht und die Außenfläche durch eine glatte Fläche mit einem sehr geringen Reibungskoeffizienten gegen Luft gebildet wird.After the individual parts of the framework have been joined together, the gaps are made through removable fittings filled in, and the whole thing is electrolytically coherent Metal plating on the exposed surface so that a single piece surface and the outer surface is a smooth surface with a very low coefficient of friction is formed against air.

In der Zeichnung ist schematisch ein Flugzeug dargestellt, welches nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt ist, und zwar zeigt:In the drawing, an aircraft is shown schematically, which according to the method of the invention, namely shows:

Abb. ι eine schaubildliche Ansicht der Flug-Fig. Ι a diagrammatic view of the flight

zeugzelle, wobei Teile weggebrochen sind, um die innere Konstruktion eines nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Flugzeuges zu zeigen,test cell, with parts broken away, to show the internal construction of an after the method to show aircraft manufactured according to the invention,

Abb. 2 die Seitenansicht einer Rippe des Flügels,Fig. 2 is a side view of a wing rib,

Abb. 3 einen Schnitt in vergrößertem Maßstabe durch die an der rechten Seite der Abb. 2 gelegenen Teile, wobei einzelne Teile weggebrochen sind, um die hohle Anordnung der Bestandteile darzustellen, undFig. 3 is a section on an enlarged scale through the parts located on the right-hand side of Fig. 2, with individual parts broken away to illustrate the hollow arrangement of the components, and

Abb. 4 und 5 senkrechte Einzelschnitte nach den Linien 4-4 und 5-5 der Abb. 2.Fig. 4 and 5 vertical individual sections lines 4-4 and 5-5 of Fig. 2.

Der Rumpf, die Flügel, die Streben usw. werden in ihrer gegenseitigen Lage zusammengefügt und als ein Ganzes in einer elektrolytischen Zelle mit einem Metallniederschlag überzogen, so daß ein einheitlicher schalenförmiger Überzug hergestellt wird.The fuselage, wings, struts, etc. are joined together in their mutual position and covered as a whole in an electrolytic cell with a metal precipitate, so that a uniform bowl-shaped coating is produced.

Die Flügel 10 und 11 besitzen durchlaufende Holme 14, 15, 16. Diese Holme besitzen kreisrunden Querschnitt und veränderlichen Durchmesser entsprechend den auftretenden Beanspruchungen. Diese Holme werden durch einen Niederschlag auf einer geeigneten Form, beispielsweise auf einer Celluloidstange von geeignetem Durchmesser, aus Graphit oder Metall hergestellt, um die Fläche für die Annahme des Überzugs aus Metall geeignet zu machen. Die so überzogene Celluloidstange erhält in einer Zelle einen elektrolytisch hergestellten Überzug aus Nickel oder Kupfer.The wings 10 and 11 have continuous Spars 14, 15, 16. These spars are circular Cross-section and variable diameter according to the stresses occurring. These spars are precipitated on a suitable form, for example on a celluloid rod of suitable diameter, made of graphite or metal made to make the surface suitable for accepting the metal coating. the Celluloid rod coated in this way receives an electrolytically produced coating in a cell made of nickel or copper.

Es hat sich gezeigt, daß dieser Niederschlag äußerst dünn sein kann; es wird hier eine Dicke von ungefähr 0,00765 mm empfohlen. Wenn man die mit dem Überzug versehenen Holme ein wenig erhitzt, dehnt sich der Metallüberzug genügend aus, so daß die Celluloidstange aus den gebildeten Röhren gezogen werden können. Die Rumpfholme 18 werden auf einer Celluloidform in derselben Weise hergestellt, wie es oben bei der Herstellung der Flügelhohne beschrieben ist.It has been shown that this precipitate can be extremely thin; it becomes thick here of approximately 0.00765 mm is recommended. If you have the spars provided with the cover When heated a little, the metal coating expands enough to allow the celluloid rod to expand the formed tubes can be drawn. The fuselage spars 18 are based on a celluloid mold manufactured in the same way as described above for the manufacture of the wing horns is.

Zur Herstellung von Versteifungen von einer unregelmäßigen Gestalt, welche nicht das Abziehen von der Form vom Ende her gestattet, werden geeignete Gußstücke vorbereitet. Diese Gußstücke werden aus einem nichtleitenden und leicht schmelzbaren Stoff, beispielsweise Wachs, hergestellt. Die Wachsformen werden zunächst in der Weise behandelt, daß man sie zum Zwecke der Aufnahme eines elektrolytisch niedergeschlagenen Metalls mit Graphit überzieht. Sie erhalten dann einen dünnen Nickel- oder Kupferniederschlag. Nach Bildung eines Niederschlags von der gewünschten Dicke auf der vorbereiteten Form und nachdem geeignete Öffnungen in dem Metallüberzug hergestellt worden sind, werden die Teile mäßig erhitzt, so daß das Wachs schmelzen und daraus abtropfen kann.For making stiffeners of an irregular shape, which does not require peeling Appropriate castings are prepared, depending on the shape from the end. These Castings are made of a non-conductive and easily fusible material, for example Wax, made. The wax molds are first treated in such a way that they can be used coated with graphite for the purpose of receiving an electrolytically deposited metal. You will then receive a thin nickel or copper precipitate. After the formation of a precipitate of the desired thickness on the prepared mold and after making appropriate openings in the metal coating the parts are heated moderately so that the wax melts and out can drain.

Es ist zweckmäßig, alle Teile soweit als möglich mit abgerundeten Ecken auszubilden. Die Rippen des Flügels bestehen aus auf die Holme 15 und 16 aufgeschobenen Versteifungen 21 und 22, die mit den Rahmen 25 und 26 verbunden werden. Um eine zufällige Verschiebung der so aufgestellten Rippen zu vermeiden, empfiehlt es sich, sie zeitweilig in ihrer Stellung zu sichern. Dies kann dadurch geschehen, daß man die Rippen an einem oder mehreren Punkten längs ihrer Verbindungslinien punktverschweißt. Die so hergestellte Flügelkonstruktion wird in ein elektrolytisches Nickelbad gebracht, so daß ein Metallniederschlag die Teile mit einer dünnen Haut 35 zusammenbindet. Dieser umhüllende Überzug dient nicht nur dazu, um ein einziges Stück und eine homogene Oberfläche auf den verschiedenen Teilen des Rahmens zu bilden, sondern auch, um alle Teile in ihrer festen Lage zu halten. Der Rumpf besteht aus einer Reihe von hohlen kreisförmigen Spanten 28, welche parallel und in der Längsrichtung in Abständen voneinander an den röhrenförmigen Holmen 18 befestigt sind. Diese Spanten 28 werden in ähnlicher Weise hergestellt, wie es oben für die Herstellung der Flügelrippen beschrieben worden ist. Es wird eine kreisförmige Wachsform gegossen, welche Bohrungen erhält, so daß die Spanten durchgehende Löcher aufweisen, welche die Starrheit der Konstruktion erhöhen und der Dreh- und Biegungsbeanspruchung der auftretenden Kräfte zu widerstehen vermögen. Die Wachsform wird dann mit einem Graphitüberzug versehen und hierauf in einem elektrolytischen Bad auf der Oberfläche mit einem Überzug 38, zweckmäßig aus Nickel, versehen, welcher sich auf der Außenfläche niederschlägt. Die Form wird erhitzt, nachdem geeignete Auslässe für das Wachs und Lufteinlässe vorgesehen worden sind, worauf das Wachs oder sonstiges für das Gießen der Form verwendetes Material aus dem erhaltenen ringförmigen, hohlen Spant 28 abtropft.It is advisable to design all parts with rounded corners as far as possible. The ribs of the wing consist of stiffeners pushed onto the spars 15 and 16 21 and 22, which are connected to frames 25 and 26. To a random shift To avoid the ribs so erected, it is advisable to temporarily keep them in their position to secure. This can be done by having the ribs at one or more points spot welded along their connecting lines. The wing construction made in this way is placed in an electrolytic nickel bath so that a metal precipitate on the parts ties together with a thin skin 35. This enveloping coating is not only used this in order to have a single piece and a homogeneous surface on the different parts of the To form the framework, but also to keep all parts in their fixed position. The trunk is made from a series of hollow circular ribs 28 which are parallel and in the longitudinal direction are attached to the tubular spars 18 at a distance from one another. These Ribs 28 are manufactured in a manner similar to that described above for the manufacture of the wing ribs. It will be a A circular wax mold is poured into which holes are drilled so that the frames are continuous Have holes that increase the rigidity of the structure and the rotation and Able to withstand bending stress of the forces occurring. The wax mold will then provided with a graphite coating and then in an electrolytic bath on the Surface with a coating 38, expediently made of nickel, provided, which is on the outer surface precipitates. The mold is heated after having suitable outlets for the wax and Air inlets have been provided, whereupon the wax or other for pouring the Form used material from the obtained annular, hollow bulkhead 28 drips.

Die Rumpfhohne 18 werden in Aussparungen 30 eingesetzt, welche in regelmäßigen Abständen an dem Umfang der Spanten 28 vorgesehen sind. Sie werden vorübergehend mittels Punktschweißung befestigt. Um eine Haltenut zur Befestigung des fertigen Überzugs zu erhalten, n₀ empfiehlt es sich, auf der Außenseite bestimmter Teile, beispielsweise der Hohne 18 und Rahmen 26, eine Nut in Schwalbenschwanzform nach Abb. 4 vorzusehen. Diese Nut ist am Hals 32 eingezogen; es ist aber ein genügend großer Durchgangsquerschnitt vorhanden, so daß sich der Metallhautüberzug über die ganze Ausdehnung der Nut bilden kann.The fuselage horns 18 are inserted into recesses 30 which are provided at regular intervals on the circumference of the frames 28. They are temporarily attached by means of spot welding. In order to obtain a retaining groove for fastening the finished coating, n ₀ , it is advisable to provide a groove in the shape of a dovetail as shown in FIG. 4 on the outside of certain parts, for example the horn 18 and frame 26. This groove is drawn in on the neck 32; but there is a sufficiently large passage cross-section so that the metal skin coating can form over the entire extent of the groove.

Andere zum Aufbau des ganzen Körpers erforderliche Konstruktionseinheiten werden in ähnlicher Weise hergestellt. Die Hauptbestandteile werden mittels eines elektrolytischenOther structural units required to assemble the whole body are described in made in a similar way. The main components are by means of an electrolytic

Niederschlags auf passenden Formteilen hergestellt, die verschiedenen Teile werden in ihrer entsprechenden -Lage zueinander zusammengefügt und hierauf in einem elektrolytischen Bade mit einem Überzug versehen.Precipitation is made on matching molded parts, the different parts are in their corresponding layer to each other and then in an electrolytic Bath with a cover.

So werden eine Anzahl Teile hergestellt, welche die Haupteinheiten des Flugzeugs, Automobils, Hauses oder eines anderen Gegenstandes bilden, auf welche das beschriebene Verfahren anwendbar ist. Diese größeren Einheiten werden in ihrer richtigen gegenseitigen Lage zusammengefügt und vorübergehend ζ. B. durch Schweißen befestigt. Bei dem vorliegenden Beispiel werden die Versteifungen für die Flügel io und ii auf gegenüberliegenden Seiten des Rumpfes 12 angeordnet und befestigt. Um die äußere Haut des fertigen Körpers herzustellen, werden die Lücken und andere zwischen den verschiedenen das Gerippe bildenden Versteifungen vorhanao denen Zwischenräume mit einer entfernbaren Form, beispielsweise aus Wachs, ausgefüllt. Es werden z. B. die Räume 33 zwischen den Flügelrippen und die Lücken 34 zwischen den Rumpfspanten mit Wachs ausgefüllt, wobei die Außenflächen die der endgültigen Umkleidung entsprechende Form erhalten. Der so gefüllte Rahmen wird zur Aufnahme des Metallniederschlags in der Elektrolytzelle durch Aufbringen eines Graphitüberzuges o. dgl. vorbereitet. An Stelle eines Graphitüberzugs kann das Ganze einen äußerst dünnen aufgespritzten Überzug 36 aus metallischem Silber oder auf anderem Wege erhalten. Aus Sparsamkeitsgründen ist es erforderlich, den Silberüberzug äußerst dünn zu machen, so daß er nur ausreicht, um einen elektrischen Kontakt auf der ganzen Oberfläche herzustellen. Es hat sich gezeigt, daß ein dünner, fast nicht sichtbarer Film aus metallischem Silber genügt.Thus a number of parts are made which form the main units of the aircraft, automobile, Form a house or other object to which the method described can be applied is. These larger units are put together in their correct mutual position and temporarily ζ. B. attached by welding. In the present example the stiffeners for the wings io and ii are arranged on opposite sides of the fuselage 12 and attached. To make the outer skin of the finished body, the gaps and others between the various the framework-forming stiffeners vorhanao those interspaces with a removable Form, for example made of wax, filled. There are z. B. the spaces 33 between the Wing ribs and the gaps 34 between the fuselage frames filled with wax, the External surfaces are given the shape corresponding to the final cladding. The so filled Frame is used to hold the metal precipitate in the electrolytic cell by applying it a graphite coating or the like. Prepared. Instead of a graphite coating, the whole thing can an extremely thin sprayed-on coating 36 of metallic silver or other means obtain. For reasons of economy, it is necessary to make the silver coating extremely thin so that it is only sufficient to make electrical contact over the entire surface to manufacture. It has been shown that a thin, almost invisible film of metallic Silver is enough.

Das ganze auf diese Weise hergestellte Flugzeug wird in einen großen Elektrolytbehälter gebracht, in welchem sich ein Metallüberzug 37, beispielsweise aus Kupfer, auf der Silberhaut oder einer auf sonstige Weise geeignet hergerichtete Fläche niederschlägt, welcher die ganze äußere Oberfläche bedeckt und umhüllt. Die Elektrolyse wird so lange durchgeführt, bis der Überzug die gewünschte Dicke erreicht hat, worauf das vollendete Flugzeug erwärmt wird, so daß das Wachs oder ein anderer für die Herstellung der Form benutzter Stoff schmelzen und aus der Form auslaufen kann, wie es oben bei der Herstellung der kleineren Einheiten beschrieben worden ist.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird eine hohle, innen versteifte Konstruktion im ganzen oder im wesentlichen als Ganzes aus dünnen Schichten von auf elektrolytischem Wege niedergeschlagenem Metall hergestellt. Eine derartige Konstruktion ist geeignet, starken Kräften und Biegungsbeanspruchungen bei einem leichten Gewicht zu widerstehen. Die Konstruktion besteht nur aus einer Metallhaut von ungefähr Kartondicke. Es werden weder Nieten noch andere Befestigungsmittel verwendet. Die äußere Fläche besitzt die Glätte von poliertem Metall; dies wird ohne Polieren und ohne jedes Nacharbeiten erreicht. Es wird bei der Anwendung des Verfahrens auf ein Flugzeug eine Stromlinienoberfläche aus Metall erhalten mit einem äußerst geringen Reibungskoeffizienten für den Luftwiderstand. Die Oberfläche ist homogen, durchlaufend und von gefälligem Aussehen.The entire aircraft produced in this way is placed in a large electrolyte container in which a metal coating 37, for example made of copper, is deposited on the silver skin or some other suitably prepared surface, which covers and envelops the entire outer surface. The electrolysis is carried out until the coating has reached the desired thickness, whereupon the completed aircraft is heated so that the wax or other material used to make the mold can melt and run out of the mold, as described above in the Making the smaller units has been described.
In accordance with the method according to the invention, a hollow, internally stiffened structure is made in whole or substantially as a whole from thin layers of electrolytically deposited metal. Such a construction is suitable to withstand strong forces and bending stresses with a light weight. The construction consists only of a metal skin about the thickness of cardboard. No rivets or other fasteners are used. The outer surface has the smoothness of polished metal; this is achieved without polishing and without any reworking. When the method is applied to an aircraft, a streamlined surface made of metal is obtained with an extremely low coefficient of friction for the air resistance. The surface is homogeneous, continuous and has a pleasing appearance.

Bei der Anwendung auf ein Flugzeug, Automobil oder andere leichte Fahrzeuge erhält man eine äußerst leichte, starre Konstruktion, durchweg aus Metall, welche innen ein Gerippe, Versteifungsrahmen von erforderlicher Starrheit, umhüllt, wobei alle Teile in ihrer vorbestimmten gegenseitigen Lage befestigt sind.When applied to an airplane, automobile, or other light vehicle, one obtains an extremely light, rigid construction, made entirely of metal, which has a skeleton, stiffening frame on the inside of required rigidity, encased, with all parts fixed in their predetermined mutual position.

Claims

Patent claims:

1. Method of joining metallic Components by electrolytic means, in particular for the production of aircraft cells, characterized in that the spars, struts and the like forming the frame of the cell into their final position brought each other and in a known manner through to a single piece of metal an electrolytic coating made of metal.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hollow parts of the Frames produced by metal deposited electrolytically on shaped pieces will.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that according to the Assembling the individual parts of the framework, the gaps are filled by removable fittings and that Whole electrolytically a cohesive metal coating on the exposed Surface.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the electrolytic Metal coating is made of copper.

1 sheet of drawings