DK158378B - Fremgangsmaade til fremstilling af en anordning, bestaaende af et membranelement og en flange - Google Patents

Description

i

DK 158378B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af en anordning, bestående af et membranelement, såsom en bælg, som skal forbindes med en ring, der danner en flange.

Membranelementer, som anvendes til termostater, pressostater 5 og mange andre formål, skal bestå af et meget tyndt materiale, som regel med en tykkelse på kun 0,1 mm, for at der under drift er en tilstrækkelig bevægelighed til stede. Dette gælder både for pladeformede membranelementer og for som bølgerør eller bælg dannede membranelementer. Por at lette 10 tilslutningen til andre byggedele, fx et hus, er det også allerede kendt at forsyne en bælg med en ring, der danner en flange. Til kompakt fastgørelse af bælgen til flangen eller til andre byggedele blev der foretaget en lodning. Denne lodning har den fordel, at temperaturpåvirkningen af det 15 tyndvæggede materiale forbliver lille. Man måtte imidlertid regne med, at der forblev rester af flusmiddel i loddeste- det. Disse rester af flusmiddel kan i løbet af membranelementets levetid, især ved høj driftstemperatur, frigøres, hvorpå de blander sig med bælgfyldningen og forfalsker bælg-20 systemets karakteristik. Også driftstemperaturen skulle holdes under en bestemt grænseværdi, fx 80 - 90°C, fordi der ellers allerede før loddematerialets smeltning dannes blærer, som fører til en utæthed.

Formålet med opfindelsen er at angive en fremgangsmåde til 25 fremstilling af en anordning, bestående af et membranelement, såsom en bælg, ved hvilken væsentlig højere driftstemperaturer er tilladt, og - når anordningen har en fyldning -forstyrrende indflydelser på karakteristikken af denne fyldning undgås. 1

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at membranelementet forsynes med en skrå kant, som står i en vinkel i forhold til membranelementets akse, at ringen har en indvendig ringkant med en diameter mellem den skrå kants indvendige og 2

DK 158378B

udvendige diameter, at der mellem den skrå kant og ringkanten ved kemisk fornikling anbringes et tyndt overfladelag, og at den skrå kant og den indvendige ringkant presses mod hinanden ved hjælp af to i akseretningen i forhold til hin-5 anden bevægelige elektroder og forbindes med hinanden ved at sende en strøm igennem.

Overraskende opstår der ved disse foranstaltninger en tæt forbindelse mellem membranelement og flange, uden at det tyndvæggede materiale fordamper eller bliver skørt på grund 10 af for høje temperaturer. Temperaturbelastbarheden af denne forbindelse ligger ved flere 100°C. En forfalskning af en fyldnings karakteristik på grund af udtrædende flusmiddel er ikke mulig.

Ser man på forbindelsesprocessen som en ren tryksvejsning, 15 så skulle det tyndvæggede materiale blive ødelagt. Der synes derfor ved anvendelse af det ved kemisk fornikling opnåede overfladelag at ske en modifikation, som fører til en mellemting mellem en lodning og en svejsning. Overfladelaget, som i modsætning til en elektrolytisk fornikling ikke består 20 af ren nikkel, men som også indeholder fosfor, har en væsentlig højere elektrisk modstand end ringmaterialet og membranmaterialet. Som følge deraf koncentreres varmeydelsen i overfladelaget. Smeltetemperaturen ligger ved ca. 900°C. Når denne temperatur er opnået, er ring- og membranmateriale 25 blevet opvarmet til en væsentlig temperatur. Åbenbart opstår den tætte forbindelse i det væsentlige ved, at overfladelaget ved berøringsstedet smelter eller endog fordamper, hvorved det endnu ikke er sikkert, om dette overfladelag virker som loddemiddel eller som en art katalysator. I alle tilfæl-30 de indtræder opvarmningen af overfladelaget så hurtigt, at kornene i membran- og ringmaterialet ikke ødelægges nævneværdigt.

Med fordel påføres overfladelaget ringen i det mindste i 3

DK 158378B

ringkantens område. Membranelementets materiale behøver så ikke at udsættes for kemisk nikkelbad, hvorved materialeegenskaberne kunne forringes.

Det har vist sig, at en tykkelse af overfladelaget på 4 -5 8 yU er nok. Materialeforbruget ved forniklingen er der for ringe.

Særlig gunstigt er det, når der anvendes et membranelement, som i det væsentlige består af rustfrit stål. Dette materiale er kendt og velegnet. Det er imidlertid uanvendeligt, 10 når det opvarmes til over 700OC. Overraskende overskrides denne temperatur ikke eller højst i en ganske ringe grad, selv om der optræder højere temperaturer i overfladelaget.

Tilsvarende gælder for et membranelement, som består af en kobberlegering, som messing eller tinbronze.

15 Som ringmateriale anbefales en jernholdig forbindelse, som stål. Man kan imidlertid også anvende en kobberlegering, som messing. Yderligere kommer en kromnikkellegering i betragtning.

Ved et foretrukket udførelseseksempel dannes den skrå kant 20 på den åbne ende af en i den anden ende lukket bælg. Den komplette anordning indeholder så en bælg. De bølger, som hovedsageligt bidrager til bælgens bevægelighed har en mere eller mindre stor afstand fra den skrå kant og påvirkes derfor kun uvæsentligt af opvarmningen.

25 Endvidere er det fordelagtigt at forbinde et cylindrisk bælgemne med ringen og først derefter fremstille bølgerne.

Et cylindrisk emne er stift og kan derfor let håndteres.

Desuden kan det optage et betydeligt tryk.

Dette tillader en yderligere forenkling som følge af, at

DK 158378 B

4 bælgemne og ring kan skubbes over hinanden, begge understøttes aksialt i en forudbestemt stilling i forhold til hinanden, hvorefter den skrå kant frembringes ved udvidelse af den ud over ringkanten ragende del af emnet. Den skrå kant 5 og ringkanten befinder sig så umiddelbart i den for forbindelsesprocessen fordrede stilling. Især kan den skrå kant opnås ved hjælp af den ene elektrode, når denne har en konisk endeflade.

Der er imidlertid også den mulighed, at bølgerne fremstilles 10 før forbindelsen med ringen. Så skal de imidlertid have en mindre udvendig diameter end den skrå kant, for at ringen efter denne udformning endnu kan skubbes over.

Yderligere kan ringen på sin inderkant forbindes med den skrå kant af en i den anden ende lukket bælg og på sin yder-15 kant med en skrå kant af et skålformet hus, der omgiver bælgen. På denne måde opstår der et lukket bælgelement, ved hvilket flangen på lignende måde indvendigt er forbundet med bælgen og udvendigt med huset.

I mange tilfælde er det også fordelagtigt, når ringen formes 20 i ét stykke med et skålformet hus, der omgiver bælgen. Den færdige bælgdåse består så af kun to dele, som er forbundet med hinanden på den beskrevne måde ifølge opfindelsen.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af et på tegningen vist udførelseseksempel, der viser i 25 fig. 1 to elektroder efter indsættelse af bælgemnet og ringen, fig. 2 elektroderne i fig. 1 efter fremstillingen af den skrå kant, fig. 3 de dele af ring og den skrå kant, der berører hin-30 anden, i forstørret fremstilling, 5

DK 158378B

fig. 4 to andre elektroder til forbindelsen af ringen med et hus, fig. 5 to elektroder ved en varieret fremgangsmåde og fig. 6 to elektroder ifølge en yderligere udførelsesform 5 af fremgangsmåden.

I fig. 1 og 2 er der vist en underelektrode 1 og en overelektrode 2. Underelektroden 1 har en central fordybning 3, som er beklædt med et elektrisk isoleringslag 4. I denne centrale fordybning er der indsat et bælgemne 5, som har 10 form af en ved hjælp af en bund 6 lukket cylinder 7. Emnet 5 består af en ca. 0,1 mm tyk plade af rustfrit stål. Ovenfor og udvendig på den centrale fordybning 3 tilslutter sig en ringformet fordybning 8 af ringe højde, i hvilken der er anbragt en ring 9 af jern eller et jernholdigt materiale, som 15 stål. Denne ring er ved kemisk fornikling forsynet med et 4 - 8 ^u tykt overfladelag 10. Ringåbningen 11 begrænses foroven af en ringkant 12.

Overelektroden 2 har en konisk endeflade 13 og kan bevæges nedad i retning af pilen. Ved denne bevægelse griber den ko-20 niske endeflade 13 ind i den over ringen 9 udragende endedel 14 af emnet 5. Denne udvides, da emnet med sin bund er understøttet på fordybningens 3 bund, og danner en skrå kant 15, som lægger sig mod ringkanten 12 (fig. 2). Den skrå kant kan imidlertid allerede være fremstillet uden for elektro-25 derne.

Sendes nu under opretholdelse af et forudbestemt resttryk en strømimpuls gennem det mellem elektroderne 1 og 2 befindende materiale, fås i berøringsliniens A område mellem ringkanten 12 og den skrå kant 15 en meget hurtig opvarmning, på den 30 ene side fordi det mindste berøringstværsnit findes langs berøringslinien, og på den anden side fordi overfladelaget 6

DK 158378B

10 har en høj elektrisk modstand. Overfladelagets materiale smelter og fordamper endog delvist, hvorved der som følge af det opretholdte tryk fås den ønskede forbindelse mellem den skrå kant 15 og ringen 9, uden at der i det mindste i en 5 nævneværdig del af bælgemnet 5 optræder temperaturer, som beskadiger materialet.

Derefter deformeres cylinderen 7 til den egentlige bælg.

Dette kan ske på en hvilken som helst kendt måde, fx ved at røret notes udefra, og at der i noterne indsættes vederlags-10 lameller, og at rørmaterialet til sidst ved hjælp af et indvendigt hydraulisk tryk presses udad mellem lamellerne.

På denne måde opstår der en med en ring 9 forsynet bælg 16, som det er vist i fig. 4.

Pig. 4 viser endvidere en anden underelektrode 17 og en an-15 den overelektrode 18. Underelektroden har en central fordybning 19, i hvilken der er indsat et skålformet hus 20 af ca.

1,5 mm tyk stålplade. Dette hus har ligeledes en skrå kant 21, til hvilken endnu en flange 22 slutter sig, med hvilken huset ligger på oversiden 23 af underelektroden 17. Sammen 20 med denne skrå kant 21 virker en ydre ringkant 24 af ringen 9. På ringen trykker overelektroden 18, som har en udsparing 25 til optagelse af bælgens 16 skrå kant 15. Langs berøringslinien B sker der så en lignende svejse-loddeforbindel-se som langs berøringslinien A. Selv om det på dette sted 25 ikke ubetinget kræves, skader et ved kemisk fornikling frembragt overfladelag ikke på dette sted.

Dermed er et bælgelement færdigt, som ved hjælp af en åbning 26 i huset 20 kan tilsluttes en temperaturføler, en trykføler eller lignende. Fremstillingen foregår yderst hurtigt, 30 fordi de enkelte elementer kun skal indsættes i underelektroden og overelektroden, derefter føres nedad og en strømimpuls sendes igennem.

7

DK 158378B

I fig. 5 er der vist en underelektrode 31, der har en cen-trisk fordybning 32, som er beklædt med et isoleringslag 33, og som er således dimensioneret, at den kan optage en på den ene side lukket bælg 34. Dens bølger har en udvendig diame-5 ter, som er mindre end den skrå kants 36 udvendige diameter, fortrinsvis endog kun uvæsentligt overstiger dennes indvendige diameter. På denne måde kan den færdigt fremstillede bælg 34 føres ind i fordybningen 32, hvorved den skrå kant 36 kommer i forbindelse med ringens 37 kant. Overelektroden 10 38 kan svare til overelektroden 2.

Ved udførelsesformen i fig. 6 er underelektroden 41 forsynet med en centrisk fordybning 42, som er så stor, at den kan optage et skålformet hus 43, som omgiver den færdigt fremstillede bælg 44. Ringen 45, på hvilken bælgens skrå kant 46 15 skal anbringes, er formet i ét stykke med huset 43. Også her kan overelektroden 47 svare til overelektroden 2. I dette tilfælde skal huset 43 i det mindste i ringens 45 område være kemisk forniklet.

” I alle udførelseseksempler kan bælgen også bestå af en kob- 20 berlegering, som messing eller tinbronze. Ringen kan også bestå af en kobberlegering, som messing, eller af en krom-nikkellegering. I stedet for bælgen kan der også anvendes en flad membran. Underelektroden kan så omformes tilsvarende.

Claims (13)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en anordning, bestående af et membranelement (5, 16, 34, 44), såsom en bælg, som skal forbindes med en ring (9, 37, 45), der danner en flange, kendetegnet ved, at mem- 5 branelementet (5, 16, 34, 44) forsynes med en skrå kant (15), som står i en vinkel i forhold til membranelementets akse, at ringen (9, 37, 45) har en indvendig ringkant (12) med en diameter mellem den skrå kants indvendige og udvendige diameter, at der mellem den skrå kant 10 (15) og ringkanten (12) ved kemisk fornikling anbringes et tyndt overfladelag, og at den skrå kant og den indvendige ringkant presses mod hinanden ved hjælp af to i akseretningen i forhold til hinanden bevægelige elektroder (1, 2) og forbindes med hinanden ved at sende en 15 strøm igennem.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at overfladelaget i det mindste i ringkantens (12) område påføres ringen (9, 37, 45).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2,kendeteg- 20 netved, at overfladelaget har en tykkelse på 4 - 8 yU.

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at der anvendes et membranelement (5, 16, 34, 44), som i det væsentlige består af rust- 25 frit stål.

5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-3, k e n d e -tegnet ved, at der anvendes et membranelement (5, 16, 34, 44), som i det væsentlige består af en kobberlegering, som messing eller tinbronze. DK 158378 B

6. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-5, kendetegnet ved, at der anvendes en ring (9, 37, 45), som i det væsentlige består af en jernholdig forbindelse, som stål.

7. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-5, kende tegnet ved, at der anvendes en ring (9, 37, 45), som i det væsentlige består af en kobberlegering, som messing.

8. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-5, kende- 10. e g n e t v e d, at der anvendes en ring ), 37, 45), som i det væsentlige består af en kromnikkellegering.

9. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-8, k e n d e -tegnet ved, at den skrå kant (15) dannes på den åbne ende af en i den anden ende lukket bælg (7).

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at et cylindrisk bælgemne forbindes med ringen (9), og bølgerne (35) først derefter fremstilles.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at bælgemne (7) og ring (9) skubbes over hinan- 20 den, begge understøttes aksialt i en forudbestemt stil ling i forhold til hinanden, hvorefter den skrå kant (15) frembringes ved udvidelse af den ud over ringkanten (12) ragende del af emnet (7).

12. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet 25. e d, at bølgerne (35) fremstilles før forbindelsen med ringen (37) og har en mindre udvendig diameter end den skrå kant (36). 1 Fremgangsmåde ifølge et af kravene 9-12, kendetegnet ved, at ringen på sin inderkant forbin- DK 158378B des med den skrå kant (46) af en i den anden ende lukket bælg og på sin yderkant med en skrå kant af et skålformet hus (31, 41), der omgiver bælgen.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 12, kendetegnet 5 v e d, at ringen formes i ét stykke med et skålformet hus, der omgiver bælgen (16).