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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Blechkastens aus kaltschweißbarem
Blech Die Erfindung betrifft die Herstellung wasserdichter rechteckiger Kästen aus
kaltschweißbarem Metall mittels Kaltpreßschweißung.
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Es ist allgemein bekannt, Werkstücke für rechteckige Blechkästen oder
Schachteln in der Weise vorzuformen, daß der Boden und die Seitenwände zusammenhängend
aus einer Blech-, Karton- oder Papptafel ausgeschnitten und dabei an den Kanten
der Seitenwände schmale abbiegbare Streifen vorgesehen werden, die zum Verbinden
der an einer Ecke zusammenstoßenden Seitenwände dienen. Hierbei ist mindestens an
einer der zu verbindenden Seitenwände ein solcher Streifen vorzusehen, der zur Herstellung
scharfkantiger Ecken der Kästen oder Schachteln völlig ausreicht.
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Bei der Herstellung von Blechkästen, bei denen die Seitenwände durch
Kaltpreßschweißung verbunden «-erden sollen, hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen,
die Ecken des Kastens abzuflachen, so daß -der erforderliche Preßdruck etwa in Richtung
einer Diagonalen des Bodens ausgeübt wird, weil es dadurch möglich ist, auf einfache
und billige Weise eine gut aussehende Verbindung herzustellen, die zugleich am Boden
wasserdicht ausgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird deshalb an jeder Kumte der zu verbindenden Seitenwände
ein Randstreifen vorgesehen, der um q.5° nach innen abgebogen wird, so daß nach
dem Hochbiegen der Seitenwände um 9o° der Randstreifen der einen Wand den der anderen
Wand überlappt, worauf die sich überlappenden Streifen einer Kastenecke durch Kaltpreßschweißung
in einem Arbeitsgang verschweißt werden. Zweckmäßig kann der nach außen
liegende
Randstreifen etwas schmaler als der nach innen liegende hergestellt werden.
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Die Erfindung erstreckt sich ferner auf eine zur Erzielung einer wasserdichten
Verbindung -besonders zweckmäßig gestaltete Vorrichtung, die aus einem Amboß mit
zwei Haltebacken für die Seitenwände des Kastens und einem Preßstempel besteht,
wie sie in der folgenden Beschreibung und in der Zeichnung dargestellt ist. In der
Zeichnung zeigt Fig. i eine aus Aluminiumblech ausgestanzte Ecke des Kastens, Fig.2
die gebogene und überlappte Ecke vor dem Schweißen, Fig.3 eine Ansicht der Vorrichtung
oder der Werkzeuge zur Ausführung der Schweißung, Fig. 4 eine Seitenansicht der
Werkzeuge, wobei das obere Werkzeug im Schnitt dargestellt ist, Fig. 5 in vergrößertem
Maßstab das Profil der Schweißarbeitsflächen der Werkzeuge, Fig.6 eine auseinandergezogene
Ansicht des Endes des oberen Werkzeuges, Fig.7 drei Ansichten eines Endteils des
oberen Werkzeuges und Fig. 8 zwei Ansichten eines Endes des Mittelteils des oberen
Werkzeuges.
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Insbesondere zeigen die Fig. i und 2 einen Teil eines Kastens, der
durch ein beliebiges bekanntes Stanzverfahren aus dem Aluminiumblech ausgestanzt
ist. Das ebene Rohstück, das zum Teil in Fig. i dargestellt ist, besteht aus einem
Boden B und aus vier Seitenwänden A, von denen nur zwei gezeigt sind. Die Seitenwände
A springen von jeder der vier Kanten des Bodens B vor. Die Kanten des Bodens B des
Kastens oder die Verbindung der Seitenwände A und des Bodens B sind
in Fig. i durch strichpunktierte Linien i veranschaulicht. Man erkennt aus der Zeichnung,
daß jede Seitenwand A an jedem Ende einen Randstreifen 2 hat. Die Randstreifen 2
sind so ausgebildet, daß sie sich, wie Fig.2 erkennen läßt, überdecken, wenn die
Seitenwände A des Kastens in ihre endgültige Lage hochgebogen werden.
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Damit der Kasten in seine endgültige Form gebogen werden kann, ist
jede Ecke des Bodens mit einem Schlitz oder Einschnitt 3 versehen, der über ein
kleines Stück diagonal nach dem Mittelpunkt des Bodens hin verläuft. Der erste Arbeitsgang
bei der Herstellung des Kastens besteht darin, die Randstreifen der Seitenwände
A in einem Winkel von ¢5° zum übrigen Teil der Seitenwände aufzubiegen. Der Einschnitt
3 ermöglicht diesen Biegevorgang, der entlang den Linien 4 vorgenommen wird. Fig.
2 zeigt die nach dem Aufbiegen der Seitenwände sich überlappenden, um 45° gebogenen
Randstreifen. Man erkennt, daß der Randstreifen, der auf der Innenseite des anderen
liegt, etwas breiter ist. Der nächste Arbeitsvorgang besteht darin, die Seitenwände
A auf den Linien i hochzubiegen, wobei zuerst zwei gegenüberliegende Seitenwände
und dann die anderen gegenüberliegenden Seitenwände um 9o° zum Boden B hochgebogen
werden, so daß die Randstreifen des einen Paares der Seitenwände durch die Randstreifen
der anderen Seitenwände überlappt werden. Diese Biegestellen werden mit einem Innenradius
hergestellt, der dem in Fig. 4 dargestellten Werkzeug angepaßt ist. An den Ecken
des Kastens überdecken sich die Randstreifen um ungefähr 3 mm. Vor dem Biegen werden
die sich berührenden Flächen der sich überdeckenden Kanten gereinigt, um Oxyde oder
andere Verunreinigungen zu entfernen, die einer Kaltpreßschweißung hinderlich sein
würden.
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Nachdem der Kästen in seine endgültige Form gebogen ist, wird jede
Ecke durch die in den Fig. 3 bis 8 dargestellten Werkzeuge geschweißt: Die Werkzeuge
bestehen aus einem Amboß 4 mit dreieckigem Querschnitt, dessen Scheitelwinkel 9o°
beträgt, wie in Fig. 4. dargestellt, der in die Ecke des Kastens paßt, und aus einem
oberen Werkzeug 5 und aus Klemmbacken 6, die so angeordnet sind; daß sie die Seitenwände
während des,Schweißens in ihrer Lage festklemmen. Das obere Werkzeug hat drei verschiedene
Querschnitte und besteht aus einem Mittelteil 7 und zwei Endteilen 8 und 9. Der
Mittelteil 7 ist der Preßstempel, der die Schweißung ausübt. Er hat für diesen Zweck
eine vorspringende Preßleiste io mit ebener Oberfläche, die auf die sich überdeckenden
Randstreifen der Seitenwände A des Kastens einwirkt, wie in Fig. 5 veranschaulicht.
Die Preßleiste io erstreckt sich über die Gesamtlänge des Mittelteiles 7. Am linken
Ende, das an den Endteil 8 angrenzt, ist die Höhe größer, wie man deutlicher in
Fig. 8 erkennt. Diese Vergrößerung der Höhe dient dazu, eine bündige, feste Verbindung
des Bodens an den Kastenecken zu bewirken. Im Sinne der Fig. 3 liegt auf diese Weise
der Boden B des Kastens gegen das linke Ende des Ambosses 4 an; während das offene
Ende des Kastens am rechten Ende des Ambosses liegt.
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Der Endteil 8 hat gemäß Fig. 7 einen Vorsprung i i, der so abgerundet
ist, daß er sich der Wölbung der Ecke des Kastens am Boden anpaßt, mit einem Schlitz
i2, der sich der Preßleiste io anpaßt. Der andere Endteil g hat keinen solchen Vorsprung.
Die Endteile sind an dem Mittelteil? mit Schrauben 13 befestigt. Das Werkzeug 5
wird in eine geeignete Presse eingesetzt und der Amboß 4 auf dem Tisch der Presse
aufgestellt.
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Der Amboß 4 ist mit einem abgeflachten Scheitel versehen, der der
aufliegenden Seitenkante des Kastens angepaßt ist. . Längs des abgeflachten Scheitels
verläuft eine Nut 14, die unter der Preßleiste io des oberen Werkzeuges liegt. Die
Nut 14 nimmt das während des Schweißens verdrängte Metall auf und gibt der fertigen
Schweißstelle eine einwandfreie Form. Auf seiner linken Seite, bezogen auf Fig.
3, ist der abgeflachte Scheitel des Ambosses 4 abgerundet; um eine gute Form der
inneren Bodenecke zu bilden. Wie man deutlich in Fig. 3 erkennt, verläuft die Nut
am linken Ende etwas nach unten, um sich der vergrößerten Höhe der Preßleiste io
des Werkzeuges 5 anzupassen. Außerdem sind die geneigten Werkzeugkanten, wie in
Fig. 4 erkennbar, leicht abgerundet.
Nachdem die Seitenwände des
Kastens, wie in Fig. 2 dargestellt, hochgebogen sind, werden die Ecken der Reihe
nach so auf den Amboß 4 gelegt, daß der Boden B gegen das linke Ende des Ambosses
im Sinne der Fig. 4 nach oben gehalten wird. Dann wird das obere Werkzeug 5 auf
die sich überdeckenden Kanten der Seiten A des Kastens herunterbewegt, wie in Fig.
5 dargestellt. Nun wird Druck angewandt, um die Preßleiste io gegen die Nut 14 zu
pressen, einen Metallfluß zu bewirken und eine kaltgeschweißte Verbindung zwischen
den sich überdeckenden Seitenkanten herzustellen. Um das Aussehen der geschweißten
Ecke zu verbessern, hat der Mittelteil 7 längs jeder Seite der Preßleiste io Ausnehmungen
15, so daß das Metall, das außerdem in die Nut 14 gepreßt wird, auch in die Ausnehmungen
15 gedrückt wird. Die Schweißstelle hat im allgemeinen die Form eines W, und die
durch die Schweißung hervorgerufene Längenvergrößerung ermöglicht den seitlichen
Fluß des Metalls während des Schweißens.
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Der nach dem vorstehenden Verfahren mit den beschriebenen Werkzeugen
hergestellte Kasten hat Ecken von gefälligem Aussehen und ist wasserdicht, da eine
ausreichend gute Verbindung durch die Formgebung der Werkzeuge an diesem Ende hergestellt
ist, obgleich keine hermetische Abdichtung an der Verbindungsstelle des Bodens der
Seitenwände A und des Bodens des Kastens B vorhanden zu sein braucht.
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Natürlich kann die Erfindung auch benutzt werden, um Eckteile an Kästen
auszubilden, deren Seiten nicht um go° gegen den Boden gebogen sind, da dies lediglich
eine Frage der Auswahl einer richtig entwickelten Form des Kastens und der Werkzeuge
zur Bewirkung der Schweißung ist.
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Das für das Kaltpreßschweißen der Ecken von Blechkästen entwickelte
Verfahren kann sinngemäß auch für die Verbindung von Blechteilen angewendet «erden,
die in einem Winkel zueinander angeordnet sind. An den zu verbindenden Enden der
Blechteile werden dann Blechstreifen abgebogen, die übereinanderliegend in gleicher
Weise wie bei der Kastenherstellung miteinander durch Kaltpreßschweißung verbunden
werden.