FI88002C - Foerfarande foer framstaellning av dubbelbotten - Google Patents

Description

1 88002

Menetelmä kaksoispohjän valmistamiseksi . - Förfarande för framställning av dubbelbotten.

Aikaisemmin tunnetaan menetelmiä kahden heterogeenisen materiaalin varmaksi yhteenliittämiseksi, jollaisia materiaaleja ovat esimerkiksi alumiini-ruostumaton teräs tai kupari-ruostumaton teräs.

Tiettyjä vaikeuksia seuraa kun mainittuja menetelmiä sovelletaan valmistettaessa säiliöitä ja erityisesti kattiloita tai pannuja, joissa on kaksikerroksinen pohja; tällöin ovat kyseessä ruostumatonta terästä olevat pannut, jotka on muodostettu ruostumatonta terästä olevasta pääosasta, joka käsittää pohjan ja sivuseinän, väliaine täytekerroksesta, joka on valmistettu hyvin lämpöä johtavista metalleista ja ulkopuolisesta ruostumatonta terästä olevasta päällyksestä sovitettuna mainittuun pääosaan.

Eräs erityisen edullinen tällainen menetelmä on esitetty italialaisessa patentissa numero 965 732. Ruostumatonta terästä olevan pannun kaksoispohjän valmistaminen mainitun patentin mukaisella menetelmällä käsittää seuraavat vaiheet: : : : - mainitun hyvin lämpöäjohtavan metallilevyn sijoittaminen : ulkopuolisesti pääosan pohjalle, levyn paksuuden ollessa : suurempi kuin mainitun täytekerroksen lopullinen paksuus, levyn : tilavuuden ollessa yhtäsuuri kuin mainitun täytekerroksen . .·. tilavuus; - ruostumatonta terästä olevan päällystekerroksen asettaminen levyn päälle, päällystekerroksessa olevan kehämäisen reunan . . ulottuessa kohti pääosan pohjaa ja ympäröidessä mainitun levyn • ‘ kehää; ‘ - pohjan kokoonpanon kuumentaminen lämpötilaan joka on lähellä mainitun levyn metallin sulamispistettä, mutta kuitenkin sen alapuolella; 2 08002 - iskupaineen kohdistaminen mainittuun pohjan kokoonpanoon, yhdistäen täten päällystekerroksen pääosan pohjaan.

Yllä mainitun menetelmän suurimmat vaikeudet johtuvat kaasuista, joita muodostuu pinnassa ja jotka jäävät suljetuiksi kahden kerroksen sisään ja estävät metallien turvallisen ja varman yhteenliittämisen.

Useita menetelmiä on kokeiltu näiden haittapuolten poistamiseksi, mutta toistaiseksi ilman menestystä; on esimerkiksi tehty reikiä päällyskerrokseen, jotka kuitenkin sulkeutuvat heti kun käytetään dynaamista tai iskupainetta; on myös työskennelty tyhjössä, joka on erittäin vaikeasti aikaansaatava ja yllä pidettävä toimintaolosuhde.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa yllä mainittua menetelmää siten, että yllä mainitut ja myös muut epäkohdat saadaan poistetuiksi.

Tarkemmin sanoen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että - levyn (3') alkupaksuus on vähintään 20 % suurempi kuin täyte- : ·*: kerroksen (3) lopullinen paksuus; ja - levyn (3') deformoinnin ensimmäisessä vaiheessa mainittu . .·. iskupaine kohdistetaan jatkuvasti keskiosasta pohjan kehäosiin .·. : päin ja toisessa vaiheessa muotti (8) pidättää ulkopuoliselta . päällystekerroksen (2), jolloin mainittu iskupaine saadaan aikaan siten, että joko päällystekerroksen (2) pohjassa tai ainakin pääosan (1) pohjassa (4) tai niissä molemmissa on valmiissa tuotteessa kuperuus, joka on suunnattu täytekerrosta (3) kohti, jolloin päällystekerroksen (2) ja pääosan (1) pohjan (4) kuperuuden kokonaiskaarevuus on yhtäsuuri tai 0,25% suurempi kuin pannun pohjan keskimääräinen halkaisija lopullisessa muo-dossaan.

3 58002

Iskupaine muodostetaan meistin ja muotin väliin italialaisen patentin 965 732 mukaisesti, jolloin joko meisti tai muotti on vastakkaiseen suuntaan kupera, kokonaiskuperuuden ollessa suurempi kuin 0,0025 pannun pohjan keskimääräisestä halkaisijasta lopullisessa muodossaan.

Ensimmäinen vaihe on siis pääasiallisesti mainitun levyn muo-donmuutosvaihe ja tällöin levyä puristetaan ensiksi keskeltä ja sitten meistin ja muotin lähestyessä toista kehää; mainitun levyn metalliin kohdistuu keskipakopaine, joka poistaa vaiheittain kaasut ja käyttää koko tilan kahden ruostumatonta terästä olevan kerroksen välissä. Vasta tässä vaiheessa, eli kun muotti on lopullisessa asennossaan ja päällyskerros hyvin kiinni muotissa, alkaa toinen vaihe: koska meisti ja muotti eivät pääse tulemaan lähemmäksi, jäljellä oleva energia purkautuu iskuenergiana täyttömetallia vasten, joka puristuu kaikilta puolilta: erityisesti mainitun päällystekerroksen kehämäisessä reunassa tarttuen lujasti kumpaankin ruostumattomaan teräkseen.

Eräs edullinen lisätunnusmerkki on se, että mainitulle levyl-*·’ ’ le tai muotin ja meistin tai niiden molempien kuperuuksille * annetaan erityismuoto siten, että liikkuessaan keskustasta : kehälle mainitun levyn metalli saavuttaa päällystekerroksen kehäreunan yläosan samanaikaisesti joka puolella mainittua reunaa.

Keksintöä selvitetään seuraavaksi rajoittamattoman esimerkin • ; muodossa viittaamalla sylinterimäiseen pannuun, joka on esi-tetty oheisissa piirustuksissa, joissa: ; '·· Kuvio 1 on osittainen poikkileikkaus pannusta, jossa on kak- : : soispohja, joka on edelleen sijoitettu sen valmistus- --· laitteisiin.

4 S8C02

Kuvio 2 on osittainen poikkileikkaus pannun pääosasta päällys-kerroksen kiinnitysvaiheen alkaessa.

Kuvio 3 on samanlainen leikkaus kuin kuvio 2 pidemmälle edenneessä vaiheessa.

Kuvio 4 on leikkauskuva, jossa kuperuus on liioiteltu selvyyden vuoksi ja jossa ollaan keksinnön mukaisessa alkuvaiheessa.

Kuvio 5 on samanlainen leikkaus kuin kuvio 4 valmiista pannusta.

Näiden kuvioiden mukaisesti valmiiseen pannuun kuuluu ruostumatonta terästä oleva pääosa 1, ruostumatonta terästä oleva päällyskerros 2 ja hyvin lämpöäjohtavaa metallia oleva täyttö-kerros 3.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä pääosalle 1 suoritetaan ensiksi tavanomainen esipuhdistus ja rasvan poisto; sama tehdään päällyskerrokselle 2.

Prosessin alussa täyttömateriaali on yhden tai useamman (pinottuna) sopivan muotoisen levyn muodossa, esim. kiekkomai-sena, kun pannulla on ympyrämäinen vaakasuora poikkileikkaus.

Näiden levyjen 3' kuvioissa 2 ja 4 koko ja erityisesti niiden korkeus H on laskettu halutun lopputuloksen perusteella, jolloin korkeus lisääntyy ainakin 20 % verrattuna siihen korkeuteen, joka levyllä tai levyillä pitää olla lopuksi ja edelleen niiden halkaisijaa pienennetään samassa suhteessa; tällä tavoin toimien on mahdollista muodostaa rako 5 (kuvio 2) päällyskerroksen 2 kehäreunan alemman osan 6 ja pääosan 1 ulkopinnan väliin.

f. n n n n

5 'j O U U Z

Helposti käsiteltävän laitteen aikaansaamiseksi menetelmä suoritetaan edullisesti italialaisen patentin n:o 965 732 mukaisesti liittämällä hitsaamalla yhteen kiekko 3', pääosan 1 pohja 4 ja päällyskerros 2 edullisesti siten, että hitsaus-piste on niiden keskiosassa ja edullisesti käytetään vastus-hitsausta.

Tällä tavoin saatu kokoonpano lämmitetään sitten uunissa levyn 3' muodostavalle metallille sopivassa lämpötilassa, se on, kuten edellä mainitussa italialaisessa patentissa on esitetty, lämpötila, joka on lähellä mainitun metallin sulamispistettä, mutta kuitenkin sen alapuolella. Esimerkiksi, kun kysymyksessä on alumiini tai sen seokset tämä lämpötila pidetään alueella 400 - 650°C ja kuparilla alueella 900 - 1000°C.

Kun ennalta määrätty lämpötila saavutetaan, tällä tavoin valmistunut kokoonpano sijoitetaan kiinteään meistiin 7, jonka yläosa on sopivan kupera ja joka kiinnitetään puristimen (ei esitetty) tasoon. Vastaava liikkuva muotti 8 on myös - tietyn verran kupera ja tämä osa on kiinnitetty mainitun puristimen iskumassaan. Kummankin kuperan osan kaarevuus on : : : ja F2 vastaavassa järjestyksessä (kuvio 5) ja niiden summa : F = Fi + F2 ri ippuu pannun 1 pohjan 4 halkaisijasta ja käytän nössä sen koko on ainakin 0,0025 mainitusta halkaisijasta.

! ! Käytännössä halkaisijan ollessa 200 mm tämä kuperuus on 0,5 mm. Tämä arvo voidaan jakaa kahden osan ja F2 välille tai antaa vain toiselle niistä riippuen halutuista tuloksista.

Vaappuvivun kiihtyvän iskumassan aikaansaama iskupaine kohdistetaan liikkuvaan muottiin 8.

Kiekon 3' muodonmuutosvaiheen alussa (kuvio 2) iskun vaikutuksen alaisena paine vaikuttaa ainoastaan levyn keskiosaan ja mainitusta kuperuudesta johtuen kiekon metalli leviää asteit- • - · 1 · ' Γ o o

6 '1 O U U L

tain kehäänsä kohti. Tällä tavoin mainittu metalli tulee asteittain kosketukseen ruostumattoman teräskerrosten 2 ja 4 kanssa ja olemassa oleva kaasu pääsee virtaamaan ulos raon 5 läpi (kuvio 3).

Tässä yhteydessä on tärkeätä huomata, että iskupaineen käytön aikana yllä mainittu kuperuus aiheuttaa keskipakovaikutuksen kaasuihin tai muihin materiaaleihin, jotka ovat jääneet pannun pohjan muodostavien yhteenliitettävien metallikerrosten 2, 3, 4 väliin; edelleen tämä kuperuus kohdistaa deformoidun kiekon 3' metalliin keskipakoislaajenemisvaikutuksen, joka helpottaa kaasujen poistumista.

Menetelmä etenee kaasujen poistuessa asteettain (kuvio 3) kunnes deformoidun kiekon 3' metalli (sen tilavuus on sopivasti laskettu) täyttää koko ontelotilan ja päällyskerroksen kehä-reunan 6 alaosa tulee kosketukseen (tai melkein) pääosan 1 kanssa saavuttaen tällä tavoin kuviossa 1 esitetyn muodon.

Soveltamalla menetelmää oikealla tavalla on selvää, että reunan 6 alareuna tulee kosketukseen pääosan 1 pinnan kanssa samanaikaisesti tai hieman sen jälkeen kun deformoidun kiekon metalli on täysin täyttänyt käytettävissä olevan tilan.

Tällä hetkellä muodonmuutosvaihe on ohi ja iskumassan jäljellä oleva energia (joka on suurin osa alkuperäisestä energiasta) purkautuu iskuna kokoonpanoon aiheuttaen kolmen kerroksen 2, 3, 4 tiukan kiinnityksen ja molekyylipuristumisen, kuten yllä mainitussa italialaisessa patentissa 965 732 on esitetty.

Voidaan todeta, että yllä mainitun kuperuuden johdosta kiekon . .·. 3' metalli, paitsi että ne puristuvat ja liittyvät tiiviisti ruostumattomiin teräskerroksiin 2 ja 4, läpinäkyvät keskipako-liikkeen, joka puristaa ja työntää ne voimakkaasti päällys- 7 fi 8 O O 2 kerroksen 2 kehäreunaa 6 vasten, jolloin muotti 8 pitää pääl-lyskerroksen lopullisessa asennossaan; tästä syystä saadaan varmistetuksi tiukka kiinnitys ja molekyyliliittymä myös päällyskerroksen 2 kehäreunan 6 ja deformoidun kiekon 3' kehän välille.

Tämä menetelmä merkitsee huomattavaa parannusta muilla menetelmillä saavutettaviin tuloksiin kiinnitettäessä kaksoispohjia esimerkiksi tavallisella juottomenetelmällä.

Täyttökerroksen 3 ja kaksoiskerrosten 2, 4 tiukka kiinnittyminen koko kosketuspinnoiltaan reuna-alueet mukaan luettuna on erityisen sopiva valmistettaessa keittiöastioita, joissa pääasiallisena tarkoituksena on saada aikaan yhtenäiset tuotteet lämmönsiirron takia ja hygienisistä syistä.

Eräs lisäetu muihin kaksoispohjien kiinnitysmenetelmiin verrattuna on mahdollisuus antaa päällyskerrokselle haluttu muoto sen sisältämän muotin avulla iskupainetta käytettäessä.

. Eräs lisäetu on siinä, että kun yllä kuvattu kiinnitysvaihe on suoritettu, on lämpösäteilevässä pohjassa ulkopuolinen ontelo, joka kykenee kompensoimaan lämmityslähteiden kanssa -;·· tapahtuvien myöhempien kosketusten aiheuttaman dilataation: tämän ontelon koko voidaan sopivasti .laskea menetelmän rajojen mukaisesti siten, että heti kun pohja on lämmennyt saavutetaan sen ehdoton tasaisuus.

Yllä oleva menetelmä on kuvattu padan tai astian yhteydessä, jossa on pyöreä poikkileikkaus ja jonka levy 3' on normaalisti pyöreä sen kehän noudattaessa astian profiilia ja jonka halkaisija on selvästi pienempi kuin astian halkaisija. Samoin muotin 8 ja meistin 7 muoto on yleensä pallokupumainen.

, s c o 2 Käytettäessä poikkileikkaukseltaan muunlaisia kuin pyöreitä astioita on järkevää toimia siten, että keskipakolaajenemisensa aikana täyttömetalli saavuttaa reunan 6 samanaikaisesti koko kehältä.

Tätä tarkoitusta varten on mahdollista joko säilyttää meisti 7 ja/tai muotti 8 pallomaisen kuvun -muodossa ja muotoilla sopivasti täyttömetalli ja järjestää se eri akseleille astian pohjan kehän profiilin suhteen (tästä syystä sen reuna ei enää seuraa astian pohjan kehän profiilia) tai muuttaa muotin kaarevuutta ja säilyttää täyttömetallin reuna astian pohjan kehän profiilin mukaisena tai mahdollista on myös käyttää molempia.

Yllä oleva esimerkki valaisee kaksoispohjan erästä tiettyä muotoa, mutta keksintöä voidaan soveltaa kaikkiin mahdollisiin eri muotoihin onpa kysymyksessä sitten kaksoispohja tai itse säiliö, jolloin kaikki nämä jäävät keksinnön suojapiirin sisään.

Claims (2)

9 'j S C G 2

1. Menetelmä ruostumattoman teräspannun kaksoispohjän valmistamiseksi, mainitun pannun muodostuessa ruostumatonta terästä olevasta pääosasta (1), joka käsittää pohjan ja sivuseinät, hyvin lämpöäjohtavasta metallista valmistetusta täyte-kerroksesta (3) ja ulkopuolinen ruostumatonta terästä oleva päällystekerroksesta (2) sovitettuna pääosan (1) pohjaan, jonka menetelmät käsittää seuraavat vaiheet: - mainitun hyvin lämpöäjohtavan metallilevyn (3') sijoittaminen ulkopuolisesti pääosan (1) pohjalle (4), levyn paksuuden ollessa suurempi kuin täytekerroksen (3) lopullinen paksuus, levyn (3') tilavuuden ollessa yhtäsuuri kuin täytekerroksen (3) tilavuus; - ruostumatonta terästä olevan päällystekerroksen (2) asettaminen levyn (3') päälle, päällystekerroksessa (2) olevan kehämäisen reunan (6) ulottuessa kohti pääosan (1) pohjaa ja ympäröidessä levyn (3') kehää; - pohjan kuumentaminen lämpötilaan joka on lähellä levyn (3') metallin sulamispistettä, mutta kuitenkin sen alapuolella; - iskupaineen kohdistaminen mainittuun pohjaan päällystekerroksen (2) pääosan (1) yhdistämiseksi pysyvästi pohjaan (4), levyn (31) deformoimiseksi täytekerroksen (3) muodostamiseksi, • tunnettu siitä, että: . - levyn (3') alkupaksuus on vähintään 20 % suurempi kuin täyte- ‘ : kerroksen (3) lopullinen paksuus; ja - levyn (3') deformoinnin ensimmäisessä vaiheessa mainittu iskupaine kohdistetaan jatkuvasti keskiosasta pohjan kehäosiin päin ja toisessa vaiheessa muotti (8) pidättää ulkopuoliselta päällystekerroksen (2), jolloin mainittu iskupaine saadaan aikaan siten, että joko päällystekerroksen (2) pohjassa tai ainakin pääosan (1) pohjassa (4) tai niissä molemmissa on valmiissa tuotteessa kuperuus, joka on suunnattu täytekerrosta (3) kohti, jolloin päällystekerroksen (2) ja pääosan (1) pohjan (4) kuperuuden kokonaiskaarevuus on yhtäsuuri tai 0,25% suurempi 10 '*.5CG2 kuin pannun pohjan keskimääräinen halkaisija lopullisessa muodossaan .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mentelmä, tunnettu siitä, että iskupaine aikaansaadaan pääosaan (1) työntyvällä meistillä (7) ja muotilla (8), jolla on sama muoto kuin pääl-lystekerroksella (2) lopullisessa muodossaan, jolloin joko levylle (3') tai muotin (8) ja meistin (7) kuperuuksille, tai molemmille niistä, annetaan sellainen profiili, että levyn (31) täyttömetalli deformoituessaan jatkuvasti keskustasta kehälle saavuttaa päällystekerroksen (2) kehämäisen reunan (6) yläosan samanaikaisesti joka puolella reunaa. „ -i 8 C C 2