WO2004029334A1 - Anodized frame comprising parts made of titanium materials - Google Patents

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WO2004029334A1
WO2004029334A1 PCT/DE2003/003209 DE0303209W WO2004029334A1 WO 2004029334 A1 WO2004029334 A1 WO 2004029334A1 DE 0303209 W DE0303209 W DE 0303209W WO 2004029334 A1 WO2004029334 A1 WO 2004029334A1
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Manfred Ingelsberger
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Manfred Ingelsberger
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/005—Apparatus specially adapted for electrolytic conversion coating

Definitions

  • Anodizing frame with components made of titanium materials is anodizing frame with components made of titanium materials
  • the invention relates to an anodizing frame with components made of titanium materials and a 'method for producing or repairing such anodizing frames. Furthermore, the invention relates to clamping elements for such anodizing frames.
  • anodizing frames are shown in a catalog of the applicant from summer 2002, the disclosure of which is referred to with regard to the design of anodizing frames.
  • the procedure for use in anodizing objects is as follows. An object to be anodized is clamped between two resilient clamping elements. In this position, it is conductively connected to a central holding element, which in turn is connected to an electrode of a voltage source. The holding element with the object to be anodized is then introduced into an immersion bath, the other electrode of the voltage source being provided on the conductive pool material in which the immersion bath is located. By maintaining a current, metal ions are deposited on the surface of the object to be anodized.
  • the known anodizing frames have the disadvantage that they have to be replaced regularly because the clamping elements show signs of fatigue. This results in high costs because the material required to replace the anodizing frame is very expensive. It is an object of the invention to provide an anodizing frame with which anodizing processes can be carried out more economically.
  • an improved anodizing frame in which the clamping element is connected to the holding element via at least one thermally deformed rivet.
  • the provision of a rivet connection makes it easy to replace individual clamping elements when they are tired or destroyed. All that is required is to remove the rivet, after which a new clamping element is riveted on.
  • an integral or, for the most part, closed, positive connection is provided in the transition area between the rivet, the clamping element and the holding element.
  • Such a connection ensures that no aggressive chemicals can penetrate into the transition area between the rivet, clamping element and holding element.
  • dadurc 'a particularly long durability of the anodizing frame is achieved, in particular also after a repair in which a new clamping element is attached to the holding element.
  • the holding element can have titanium of grade DIN 37.025, which is very economical. In deviation from this, the holding element can also have titanium of the DIN 37.035 type if higher costs are accepted.
  • the clamping element is preferably made from high-strength titanium of the DIN 37.055 or DIN 37.065 type. Rapid fatigue of the clamping element can thereby be avoided. Titanium of grade DIN 37.065 is preferred because it makes it special Have well resilient clamping elements made that have elasticity.
  • Titanium of the DIN 37.035 grade which has sufficient strength, is preferably used for the rivet.
  • This titanium material can also be processed well in a hot riveting process, whereby there is a high resistance to unwanted burning during processing.
  • titanium of other types such as e.g. B. DIN 37.025 can be used.
  • DIN 37.055 or DIN 37.065 type is used for the rivet, there is increased strength, but there is an increased risk that the rivet burns when processed with a hot riveting process. This can be countered with a shorter warming time.
  • the anodizing frame produced with a method according to the invention has a microsection in the transition area between the shaft of the rivet and the rivet hole in the holding element and in the clamping element macroscopically a cohesive connection.
  • the naked eye has the impression that there is a uniform connection between the holding element, rivet and clamping element, which looks almost like a welded connection.
  • a microstructural difference can be found between the shaft of the rivet, the rivet hole and / or the clamping element.
  • an anodizing frame produced using the method according to the invention can be easily recognized, especially since both sides of the rivet have a rivet head.
  • the clamping element or the holding element Around each rivet head, the clamping element or the holding element has an essentially circular impression in the Surface that comes from the head tool or rivet iron used to make the riveted joint.
  • the clamping element has at least one rivet hole with a diameter of less than 5 mm and in particular from 2.5 mm to 4 mm.
  • Such small holes in clamping elements were previously unknown.
  • Clamping elements with holes larger than 5 mm are known in the prior art, which are provided for central welding with a titanium welding process.
  • a particularly economical and sufficiently durable rivet connection can be produced with a rivet hole with a diameter of approx. 3.2 mm.
  • the rivet is heated to a temperature of approximately 300 ° C. to 600 ° C., preferably to approximately 400 ° C. to 480 ° C., during the hot riveting.
  • a particularly firm and reliable connection is obtained when the rivet is heated to a temperature of approx. 410 ° C to 450 ° C.
  • the compressive stress in the longitudinal direction of the rivet is approximately 100 N / mm 2 to 200 N / mm 2 at least for a short period of time. A pressure of approximately 150 N / mm 2 is preferably generated.
  • the pressure is advantageously maintained for a holding time of approximately 3 to 10 seconds Maintain a hold time of approximately 6 to 7 seconds in particular.
  • the method according to the invention can be carried out particularly easily with an electric hot riveting method.
  • the single figure shows a cross section through a portion 1 of an anodizing frame according to the invention.
  • the anodizing frame 1 is divided into a central holding element 2, which in the present case is made up of a first holding element plate 3 and a second holding element plate 4.
  • a first clamping element 5, a second clamping element 6, a third clamping element 7 and a fourth clamping element 8 are fastened to the holding element 2.
  • a rivet hole 9 with a diameter of approximately 3.2 mm running through the components 3 to 7 is provided.
  • a rivet 10 is inserted in the rivet hole 9 and has a lower rivet head 11 and an upper rivet head 12.
  • a head tool 13 is attached in the area of the upper rivet head 12.
  • a rivet 14 is provided in the area of the lower rivet head 11.
  • the rivet 10 is made of grade 2 titanium.
  • the first holding element plate 3 and the second holding element plate 4 are made of grade 1 titanium.
  • the clamping elements 5-8 are made of grade 4 titanium.
  • a metal socket 15 is clamped between the third clamping element 7 and the first clamping element 5, which is connected in this way for galvanization to the holding element 2, which in turn is connected to a pole in this source, not shown, is connected.
  • the procedure for producing the anodizing frame ' 1 is as follows. First, the two holding element plates 3, 4 and the clamping elements 5 to 8 are arranged to one another as shown in the figure, the rivet 10 being inserted into the rivet hole 9. Between the rivet hole 9 and the rivet 10, a gap of approximately 0.1 mm to 0.3 mm, primarily due to production, is provided.
  • the rivet 10 can have an already finished upper rivet head 12 when inserted into the rivet hole 9. In this state, the still undeformed shaft of the rivet 10 projects beyond the third clamping element 7 on the underside, the lower rivet head 11 shown in the figure not yet being produced. In deviation from this, the rivet 10 can also consist exclusively of the rivet shank in the state of insertion.
  • the head tool 13 is then attached to the location of the upper rivet head 12.
  • the rivet 14 is placed on the rivet shaft at the opposite end of the rivet 10.
  • the head tool 13 and the rivet iron 14 are now subjected to an electrical voltage, as a result of which there is a current flow between the head tool 13, the rivet 10 and the rivet iron 14, which first rivets 10 and thereby the area of the anodizing frame 1 around the rivet 10 warmed around.
  • the resulting current is adjusted so that the rivet 10 heats up to a temperature of approx. 410 ° C. to 450 ° C., a temperature of up to 480 ° C. being able to arise in the area of the rivet 10.
  • the current flow can then be switched on a second time, the outer edge regions of the head tool 13 and the rivet iron 14 preferably touching the third clamping element 7 and the first clamping element 5.
  • the electrical voltage between head tool 13 and rivet iron 14 is then switched off. After the rivet 10 has cooled, the head tool 13 and the rivet iron 14 are moved away from the holding element 2 and the rivet connection is established.

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Abstract

Disclosed is an anodized frame (1) comprising parts made of titanium materials, at least one central holding element (2) for contacting an electrode, and at least one clamping element (5, 6, 7, 8) which is fixed to the holding element (2) and can be deflected in a spring-type manner. Said clamping element (5, 6, 7, 8) is connected to the holding element (2) via at least one thermally deformed rivet (10). A connection which forms a material bond or is configured in a mostly closed, non-positive manner is provided in the transition area between the rivet (10), clamping element (5, 6, 7, 8), and holding element (2).

Description

Beschreibungdescription
Eloxiergestell mit Komponenten aus TitanwerkstoffenAnodizing frame with components made of titanium materials
Die Erfindung betrifft ein Eloxiergestell mit Komponenten aus Titanwerkstoffen sowie ein 'Verfahren zur Herstellung bzw. zur Reparatur von solchen Eloxiergestellen. Weiterhin betrifft die Erfindung Klemmelemente für solche Eloxiergestelle.The invention relates to an anodizing frame with components made of titanium materials and a 'method for producing or repairing such anodizing frames. Furthermore, the invention relates to clamping elements for such anodizing frames.
Solche Eloxiergestelle sind in einem Katalog der Anmelderin vom Sommer 2002 gezeigt, auf dessen Offenbarungsgehalt im Hinblick auf die Gestaltung von Eloxiergestellen Bezug genommen wird. Zur Verwendung beim Eloxieren von Gegenständen wird dabei wie folgt vorgegangen. Ein zu eloxierender Gegenstand wird zwischen zwei federnd ausgebildeten Klemmelementen eingeklemmt. In dieser Stellung ist er leitend mit einem zentralen Halteelement verbunden, das wiederum mit einer Elektrode einer Spannungsquelle verbunden ist. Das Halteelement mit dem zu eloxierenden Gegenstand wird anschließend in ein Tauchbad eingebracht, wobei die andere Elektrode der Spannungsquelle an dem leitenden Beckenmaterial vorgesehen ist, in dem sich das Tauchbad befindet. Durch Aufrechterhalten eines Stroms werden Metallionen auf der Oberfläche des zu eloxierenden Gegenstandes abgeschieden.Such anodizing frames are shown in a catalog of the applicant from summer 2002, the disclosure of which is referred to with regard to the design of anodizing frames. The procedure for use in anodizing objects is as follows. An object to be anodized is clamped between two resilient clamping elements. In this position, it is conductively connected to a central holding element, which in turn is connected to an electrode of a voltage source. The holding element with the object to be anodized is then introduced into an immersion bath, the other electrode of the voltage source being provided on the conductive pool material in which the immersion bath is located. By maintaining a current, metal ions are deposited on the surface of the object to be anodized.
Bei den bekannten Eloxiergestellen ist von Nachteil, daß diese regelmäßig ersetzt werden müssen, weil bei den Klemmelementen Ermüdungserscheinungen auftreten. Dadurch entstehen hohe Kosten, weil das für den Ersatz des Eloxiergestells benötigte Material sehr teuer ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Eloxiergestell bereitzustellen, mit dem sich Eloxierverfahren ökonomischer vornehmen lassen.The known anodizing frames have the disadvantage that they have to be replaced regularly because the clamping elements show signs of fatigue. This results in high costs because the material required to replace the anodizing frame is very expensive. It is an object of the invention to provide an anodizing frame with which anodizing processes can be carried out more economically.
Gemäß der Erfindung ist ein verbessertes Eloxiergestell vorgesehen, bei dem das Klemmelement über wenigstens einen warm verformten Niet mit dem Halteelement verbunden ist. Durch das Vorsehen einer Nietverbindung lassen sich auf einfache Weise einzelne Klemmelemente austauschen, wenn diese ermüdet oder zerstört sind. Dazu braucht lediglich der Niet entfernt werden, wobei anschließend ein neues Klemmelement aufgenietet wird.According to the invention, an improved anodizing frame is provided, in which the clamping element is connected to the holding element via at least one thermally deformed rivet. The provision of a rivet connection makes it easy to replace individual clamping elements when they are tired or destroyed. All that is required is to remove the rivet, after which a new clamping element is riveted on.
Im Übergangsbereich zwischen Niet, Klemmelement und Halteelement ist eine stoffschlüssige oder zum größeren Teil geschlossen ausgebildete, formschlüssige Verbindung vorgesehen. Eine solche Verbindung stellt sicher, daß keine aggressiven Chemikalien in den Übergangsbereich zwischen Niet, Klemmelement und Halteelement eindringen können. Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, daß dadurc 'eine besonders lange Haltbarkeit des Eloxiergestells erreicht wird, und zwar insbesondere auch nach einer Reparatur, bei der ein neues Klemmelement am Halteelement angebracht wird.In the transition area between the rivet, the clamping element and the holding element, an integral or, for the most part, closed, positive connection is provided. Such a connection ensures that no aggressive chemicals can penetrate into the transition area between the rivet, clamping element and holding element. According to the invention it has been found that dadurc 'a particularly long durability of the anodizing frame is achieved, in particular also after a repair in which a new clamping element is attached to the holding element.
Das Halteelement kann dabei Titan der Sorte DIN 37.025 aufweisen, was sehr ökonomisch ist. Abweichend davon kann das Halteelement auch Titan der Sorte DIN 37.035 aufweisen, wenn höhere Kosten in Kauf genommen werden. Das Klemmelement wird bevorzugt aus hochfestem Titan der Sorte DIN 37.055 oder DIN 37.065 hergestellt. Dadurch läßt sich eine schnelle Ermüdung des Klemmelements vermeiden. Dabei wird bevorzugt Titan der Sorte DIN 37.065 verwendet weil sich dadurch besonders gut federnde Klemmelemente herstellen lassen, die eine Elastizität aufweisen.The holding element can have titanium of grade DIN 37.025, which is very economical. In deviation from this, the holding element can also have titanium of the DIN 37.035 type if higher costs are accepted. The clamping element is preferably made from high-strength titanium of the DIN 37.055 or DIN 37.065 type. Rapid fatigue of the clamping element can thereby be avoided. Titanium of grade DIN 37.065 is preferred because it makes it special Have well resilient clamping elements made that have elasticity.
Für den Niet wird bevorzugt Titan der Sorte DIN 37.035 verwendet, das eine ausreichende Festigkeit aufweist. Dieser Ti- tanwerkstof läßt sich auch gut bei einem Warmnietverfahren verarbeiten, wobei eine hohe Resistenz gegen ungewolltes Verbrennen bei der Verarbeitung vorliegt. Abweichend davon kann auch Titan anderer Sorten wie z. B. DIN 37.025 verwendet werden. Dabei ergibt sich jedoch eine etwas verminderte Festigkeit. Wenn für den Niet Titan der Sorte DIN 37.055 oder DIN 37.065 verwendet wird, dann ist zwar eine erhöhte Festigkeit gegeben, jedoch besteht bei der Verarbeitung mit einem Warmnietverfahren eine vergrößerte Gefahr, daß der Niet verbrennt. Dem kann mit einer kürzeren Erwärmzeit begegnet werden.Titanium of the DIN 37.035 grade, which has sufficient strength, is preferably used for the rivet. This titanium material can also be processed well in a hot riveting process, whereby there is a high resistance to unwanted burning during processing. In deviation from this, titanium of other types such as e.g. B. DIN 37.025 can be used. However, this results in a somewhat reduced strength. If titanium of the DIN 37.055 or DIN 37.065 type is used for the rivet, there is increased strength, but there is an increased risk that the rivet burns when processed with a hot riveting process. This can be countered with a shorter warming time.
Das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Eloxiergestell weist ein Schliffbild im Übergangsbereich zwischen dem Schaft des Niets und dem Nietloch im Halteelement und im Klemmelement makroskopisch eine stoffschlüssige Verbindung auf. Man hat bei einem solchen Schliffbild mit bloßem Auge den Eindruck, daß eine einheitliche Verbindung zwischen Halteelement, Nietschaff und Klemmelement vorliegt, die fast wie eine Schweißverbindung aussieht. Mikroskopisch läßt sich im Schliffbild allerdings ein Gefügeunterschied zwischen dem Schaft des Niets, dem Nietloch und/oder dem Klemmelement feststellen. Dadurch läßt sich ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Eloxiergestell leicht erkennen, zumal beide Seiten des Niets einen Nietkopf aufweisen. Um je einen Nietköpf herum weist dabei das Klemmelement bzw. das Halteelement eine im wesentlichen kreisförmige Einprägung in der Oberfläche auf, die von dem zum Herstellen der Nietverbindung verwendeten KopfWerkzeug bzw. Nieteisen herrührt.The anodizing frame produced with a method according to the invention has a microsection in the transition area between the shaft of the rivet and the rivet hole in the holding element and in the clamping element macroscopically a cohesive connection. With such a micrograph, the naked eye has the impression that there is a uniform connection between the holding element, rivet and clamping element, which looks almost like a welded connection. Microscopically, however, a microstructural difference can be found between the shaft of the rivet, the rivet hole and / or the clamping element. As a result, an anodizing frame produced using the method according to the invention can be easily recognized, especially since both sides of the rivet have a rivet head. Around each rivet head, the clamping element or the holding element has an essentially circular impression in the Surface that comes from the head tool or rivet iron used to make the riveted joint.
Erfindungsgemäß weist das Klemmelement wenigstens ein Nietloch mit einem Durchmesser von kleiner als 5 mm und insbesondere von 2,5 mm bis 4 mm auf. Derart kleine Löcher in Klemmelementen waren bisher unbekannt. Im Stand der Technik sind Klemmelemente mit Löchern von größer als 5 mm bekannt, die für ein mittiges Anschweißen mit einem Titanschweißverfahren bereitgestellt werden. Eine besonders ökonomisch und dabei ausreichend haltbare Nietverbindung läßt sich mit einem Nietloch mit einem Durchmesser von ca. 3,2 mm herstellen.According to the invention, the clamping element has at least one rivet hole with a diameter of less than 5 mm and in particular from 2.5 mm to 4 mm. Such small holes in clamping elements were previously unknown. Clamping elements with holes larger than 5 mm are known in the prior art, which are provided for central welding with a titanium welding process. A particularly economical and sufficiently durable rivet connection can be produced with a rivet hole with a diameter of approx. 3.2 mm.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen der Warmnietverbindung wird der Niet während der Warmnietung auf eine Temperatur von ca. 300°C bis 600°C, vorzugsweise auf ca. 400°C bis 480°C erwärmt. Eine besonders feste und zuverlässige Verbindung ergibt sich dann, wenn der Niet auf eine Temperatur von ca. 410°C bis 450°C erwärmt wird.In the method according to the invention for producing the hot rivet connection, the rivet is heated to a temperature of approximately 300 ° C. to 600 ° C., preferably to approximately 400 ° C. to 480 ° C., during the hot riveting. A particularly firm and reliable connection is obtained when the rivet is heated to a temperature of approx. 410 ° C to 450 ° C.
Dabei ist während des Erwärmens vorgesehen, den Niet mit einem in Längsrichtung wirkenden Druck zu beaufschlagen, wobei an einer Längsseite des Niets ein Kopfwerkzeug angreift und wobei auf der anderen Längsseite des Niets ein Nieteisen angreift. Dieser Druck wird aufrechterhalten, bis sich unter Verformung des Nietschafts ein Nietkopf ausbildet. Die Druckspannung in Längsrichtung des Niets beträgt wenigstens für eine kleine Zeitspanne ca. 100 N/mm2 bis 200 N/mm2. Vorzugsweise wird ein Druck von ca. 150 N/mm2 erzeugt.It is provided during the heating to apply pressure in the longitudinal direction to the rivet, a head tool engaging on one long side of the rivet and a rivet iron engaging on the other long side of the rivet. This pressure is maintained until a rivet head is formed while the rivet shaft is deformed. The compressive stress in the longitudinal direction of the rivet is approximately 100 N / mm 2 to 200 N / mm 2 at least for a short period of time. A pressure of approximately 150 N / mm 2 is preferably generated.
Vorteilhafterweise wird der Druck nach dem Ausbilden des Nietkopfs für eine Haltezeit von ca. 3 bis 10 Sekunden und insbesondere für eine Haltezeit von ca. 6 bis 7 Sekunden beibehalten.After the rivet head has been formed, the pressure is advantageously maintained for a holding time of approximately 3 to 10 seconds Maintain a hold time of approximately 6 to 7 seconds in particular.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders einfach mit einem Elektro-Warmnietverfahren durchgeführt werden.The method according to the invention can be carried out particularly easily with an electric hot riveting method.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Teilbereich 1 eines Eloxiergestells gemäß der Erfindung.The single figure shows a cross section through a portion 1 of an anodizing frame according to the invention.
Das Eloxiergestell 1 gliedert sich in ein zentrales Halteelement 2, das im vorliegenden Fall aus einer ersten Halteele- mentplatte 3 und einer zweiten Halteelementplatte 4 hergestellt ist. In dem in der Figur gezeigten Ausschnitt ist ein erstes Klemmelement 5, ein zweites Klemmelement 6, ein drittes Klemmelement 7 und ein viertes Klemmelement 8 am Halteelement 2 befestigt. Hierzu ist ein durch die Bauteile 3 bis 7 verlaufendes Nietloch 9 mit einem Durchmesser von ca. 3,2 mm vorgesehen. Im Nietloch 9 ist ein Niet 10 eingesetzt, der einen unteren Nietkopf 11 und einen oberen Nietkopf 12 aufweist. Im Bereich des oberen Nietkopfs 12 ist ein Kopfwerkzeug 13 angesetzt. Im Bereich des unteren Nietkopf 11 ist ein Nieteisen 14 vorgesehen.The anodizing frame 1 is divided into a central holding element 2, which in the present case is made up of a first holding element plate 3 and a second holding element plate 4. In the detail shown in the figure, a first clamping element 5, a second clamping element 6, a third clamping element 7 and a fourth clamping element 8 are fastened to the holding element 2. For this purpose, a rivet hole 9 with a diameter of approximately 3.2 mm running through the components 3 to 7 is provided. A rivet 10 is inserted in the rivet hole 9 and has a lower rivet head 11 and an upper rivet head 12. A head tool 13 is attached in the area of the upper rivet head 12. A rivet 14 is provided in the area of the lower rivet head 11.
Der Niet 10 ist aus Titan der Sorte Grade 2 hergestellt. Die erste Halteelementplatte 3 und die zweite Halteelementplatte 4 sind aus Titan der Sorte Grade 1 hergestellt. Die Klemmelemente 5-8 sind aus Titan der Sorte Grade 4 hergestellt.The rivet 10 is made of grade 2 titanium. The first holding element plate 3 and the second holding element plate 4 are made of grade 1 titanium. The clamping elements 5-8 are made of grade 4 titanium.
Zur Veranschaulichung ist zwischen dem dritten Klemmelement 7 und dem ersten Klemmelement 5 eine Metalldose 15 geklemmt, die auf diese Weise für eine Galvanisierung mit dem Halteelement 2 verbunden ist, das wiederum mit einem Pol einer in dieser Ansicht nicht gezeigten Spannungsquelle in Verbindung steht.For illustration purposes, a metal socket 15 is clamped between the third clamping element 7 and the first clamping element 5, which is connected in this way for galvanization to the holding element 2, which in turn is connected to a pole in this source, not shown, is connected.
Zu Herstellung des Eloxiergestells' 1 wird dabei wie folgt vorgegangen. Zunächst werden die beiden Halteelementplat- ten 3,4 und die Klemmelemente 5-8 wie in der Figur gezeigt zueinander angeordnet, wobei der Niet 10 in das Nietloch 9 eingeschoben wird. Zwischen Nietloch 9 und Niet 10 wird dabei ein vor allem fertigungsbedingter Spalt von ca. 0,1mm bis 0,3mm vorgesehen sind.The procedure for producing the anodizing frame ' 1 is as follows. First, the two holding element plates 3, 4 and the clamping elements 5 to 8 are arranged to one another as shown in the figure, the rivet 10 being inserted into the rivet hole 9. Between the rivet hole 9 and the rivet 10, a gap of approximately 0.1 mm to 0.3 mm, primarily due to production, is provided.
Der Niet 10 kann beim Einschieben in das Nietloch 9 einen bereits fertiggestellten oberen Nietkopf 12 aufweisen. In diesem Zustand ragt der noch unverformte Schaft des Niets 10 auf der Unterseite über das dritte Klemmelement 7 hinaus, wobei der in der Figur gezeigte untere Nietkopf 11 noch nicht hergestellt ist. Abweichend davon kann der Niet 10 in dem Zustand des Einsetzens auch ausschließlich aus dem Nietschaft bestehen.The rivet 10 can have an already finished upper rivet head 12 when inserted into the rivet hole 9. In this state, the still undeformed shaft of the rivet 10 projects beyond the third clamping element 7 on the underside, the lower rivet head 11 shown in the figure not yet being produced. In deviation from this, the rivet 10 can also consist exclusively of the rivet shank in the state of insertion.
Daraufhin wird das Kopfwerkzeug 13 am Ort des oberen Nietkopfs 12 angesetzt. Das Nieteisen 14 wird an dem gegenüberliegenden Ende des Niets 10 auf den Nietschaft aufgesetzt. Das Kopfwerkzeug 13 und das Nieteisen 14 werden nun mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, wodurch sich ein 'Stromfluß zwischen dem KopfWerkzeug 13, dem Niet 10 und dem Nieteisen 14 einstellt, der zuerst den Niet 10 und dadurch den Bereich des Eloxiergestells 1 um den Niet 10 herum erwärmt. Der dabei entstehende Strom wird so eingestellt, daß sich der Niet 10 auf eine Temperatur von ca. 410 °C bis 450 °C erwärmt, wobei dabei eine Temperatur von bis zu 480 °C im Bereich des Niets 10 entstehen kann. Während des Erwärmens und danach werden das Kopfwerkzeug 13 und das Nieteisen 14 so aufeinander zugepreßt, daß im Nietschaff eine mechanische Spannung von bis zu 200 N/mm2 entsteht. Eine besonders feste Verbindung ergibt sich dabei bereits mit einer mechanischen Längsspannung im Niet 10 von ca. 150 N/mm2. Mit zunehmender Erwärmung des Niets 10 erweicht sich dieser, wobei sich das Kopfwerkzeug 13 und Nieteisen 14 aufeinander zu bewegen. Dabei werden der obere Nietkopf 12 und der untere Nietkopf 11 hergestellt. Sobald sich der Nietkopf 12 das Nieteisen 14 soweit zueinander bewegt haben, daß der obere Nietkopf 12 und der untere Nietkopf 11 hergestellt sind, wird die elektrische Spannung zwischen Kopfwerkzeug 13 und Nieteisen 14 ausgeschaltet. Der mechanische Druck zwischen 'Kopfwerkzeug 13 und Nieteisen 14 wird aufrechterhalten, bis sich der Niet 10 etwas abgekühlt hat.The head tool 13 is then attached to the location of the upper rivet head 12. The rivet 14 is placed on the rivet shaft at the opposite end of the rivet 10. The head tool 13 and the rivet iron 14 are now subjected to an electrical voltage, as a result of which there is a current flow between the head tool 13, the rivet 10 and the rivet iron 14, which first rivets 10 and thereby the area of the anodizing frame 1 around the rivet 10 warmed around. The resulting current is adjusted so that the rivet 10 heats up to a temperature of approx. 410 ° C. to 450 ° C., a temperature of up to 480 ° C. being able to arise in the area of the rivet 10. During the heating and thereafter, the head tool 13 and the rivet iron 14 become so pressed together that a mechanical tension of up to 200 N / mm 2 arises in the rivet. A particularly strong connection is already obtained with a mechanical longitudinal tension in the rivet 10 of approximately 150 N / mm 2 . With increasing heating of the rivet 10, the rivet softens, the head tool 13 and the rivet iron 14 moving toward one another. The upper rivet head 12 and the lower rivet head 11 are produced. As soon as the rivet head 12 has moved the rivet iron 14 to one another to such an extent that the upper rivet head 12 and the lower rivet head 11 have been produced, the electrical voltage between the head tool 13 and the rivet iron 14 is switched off. The mechanical pressure between 'head tool 13 and Nieteisen 14 is maintained until the rivet has a little cooled 10th
Anschließend kann der Stromfluß ein zweites Mal eingeschaltet werden, wobei die äußeren Randbereiche des Kopfwerkzeugs 13 und des Nieteisens 14 das dritte Klemmelement 7 und das erste Klemmelement 5 vorzugsweise berühren. Dadurch ergibt sich ein Stromfluß besonders zwischen diesen beiden Randbereichen, wobei eine leichte Verformung an denjenigen Stellen der Oberfläche des dritten Klemmelements 7 und des ersten Klemmelements 5 auftritt, die vom KopfWerkzeug 13 und vom Nieteisen 14 beaufschlagt werden. Es wird ' vermutet, daß sich dadurch eine besonders dichte Packung des Niets 10 im Nietloch 9 ergibt, denn derart hergestellte Nietverbindungen erweisen sich als besonders haltbar beim Einsatz in Eloxierbädern. Anschließend wird die elektrische Spannung zwischen Kopfwerkzeug 13 und Nieteisen 14 ausgeschaltet. Nach dem Abkühlen des Niets 10 werden Kopfwerkzeug 13 und Nieteisen 14 von dem Halteelement 2 weg bewegt und die Nietverbindung ist hergestellt. The current flow can then be switched on a second time, the outer edge regions of the head tool 13 and the rivet iron 14 preferably touching the third clamping element 7 and the first clamping element 5. This results in a current flow particularly between these two edge regions, with a slight deformation occurring at those points on the surface of the third clamping element 7 and the first clamping element 5 which are acted upon by the head tool 13 and the rivet iron 14. It is' believed that this results in a particularly dense packing of the rivet 10 in the rivet hole 9, as rivet connections produced in this way prove to be particularly durable when used in Eloxierbädern. The electrical voltage between head tool 13 and rivet iron 14 is then switched off. After the rivet 10 has cooled, the head tool 13 and the rivet iron 14 are moved away from the holding element 2 and the rivet connection is established.

Claims

Patentansprüche claims
1. Eloxiergestell (1) mit Komponenten aus Titanwerkstoffen, wobei wenigstens ein zentrales Halteelement (2) zum Kontakt mit einer Elektrode und wenigstens ein am Halteelement (2) befestigtes federnd auslenkbares Klemmelement1. Anodizing frame (1) with components made of titanium materials, at least one central holding element (2) for contact with an electrode and at least one resiliently deflectable clamping element fastened to the holding element (2)
(5, 6, 7, 8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (5, 6, 7, 8) über wenigstens einen warm verformten Niet (10) mit dem Halteelement (2) verbunden ist, wobei im Übergangsbereich zwischen Niet (10), Klemmelement (5, 6, 7, 8) und Halteelement (2) eine stoffschlüssige oder zum größeren Teil geschlossen ausgebildete, formschlüssige Verbindung vorgesehen ist.(5, 6, 7, 8) is provided, characterized in that the clamping element (5, 6, 7, 8) is connected to the holding element (2) via at least one thermally deformed rivet (10), in the transition area between the rivet (10), clamping element (5, 6, 7, 8) and holding element (2) a material-locking or, for the most part, closed, positive-locking connection is provided.
2. Eloxiergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (2) Titan der Sorte DIN 37.025 oder DIN 37.035 aufweist, daß das Klemmelement (5, 6, 7, 8) Titan der Sorte DIN 37.055 oder DIN 37.065 aufweist und daß der Niet (10) Titan der Sorte DIN 37.025, DIN 37.035 oder DIN 37.055 aufweist.2. Anodizing frame according to claim 1, characterized in that the holding element (2) titanium of the type DIN 37.025 or DIN 37.035, that the clamping element (5, 6, 7, 8) titanium of the type DIN 37.055 or DIN 37.065 and that Rivet (10) titanium of the grade DIN 37.025, DIN 37.035 or DIN 37.055.
3. Eloxiergestell nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schliffbild im Übergangsbereich des Schafts des Niets (10) und dem Nietloch (9) im Halteelement (2) und im Klemmelement (5, 6, 7, 8) makroskopisch eine stoffschlüssige Verbindung vorliegt, wobei mikroskopisch • ein Gefügeunterschied zwischen dem Schaft des Niets (10), dem Halteelement (2) und/oder dem Klemmelement (5, 6, 7, 8) festzustellen ist. 3. Anodizing frame according to claim 1 or claim 2, characterized in that with a micrograph in the transition region of the shaft of the rivet (10) and the rivet hole (9) in the holding element (2) and in the clamping element (5, 6, 7, 8) macroscopically there is a material connection, microscopic • a structural difference between the shaft of the rivet (10), the holding element (2) and / or the clamping element (5, 6, 7, 8) can be determined.
4. Klemmelement (5, 6, 7, 8) aus Titan der Sorte DIN 37.055 oder DIN 37.065, für ein Eloxiergestell (1), wobei im Klemmelement (5, 6, 7, 8) wenigstens ein Nietloch (9) mit einem Durchmesser von < 5mm und insbesondere von 2,5mm bis 4mm vorgesehen ist.4. Clamping element (5, 6, 7, 8) made of titanium of the DIN 37.055 or DIN 37.065 type, for an anodizing frame (1), with at least one rivet hole (9) with a diameter in the clamping element (5, 6, 7, 8) from <5mm and in particular from 2.5mm to 4mm is provided.
5. Klemmelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Nietloch (9) einen Durchmesser von ca. 3,2 mm aufweist.5. Clamping element according to claim 4, characterized in that the rivet hole (9) has a diameter of approximately 3.2 mm.
6. Verfahren zum Herstellen oder Reparieren eines Eloxiergestells (1) mit Komponenten aus Titanwerkstoffen, bei dem an einem zentralen Halteelement (2) zum Kontakt mit einer Elektrode wenigstens ein federnd auslenkbares Klemmelement (5, 6, 7, 8) über wenigstens einen Titan aufweisenden Niet (10) befestigt wird, wobei das Halteelement (2), das Klemmelement (5, 6, 7, 8) und der Niet (10) während des Nietens erwärmt werden.6. A method for producing or repairing an anodizing frame (1) with components made of titanium materials, in which at least one spring-deflectable clamping element (5, 6, 7, 8) has at least one titanium on a central holding element (2) for contact with an electrode Rivet (10) is fastened, the holding element (2), the clamping element (5, 6, 7, 8) and the rivet (10) being heated during the riveting.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet (10) auf eine Temperatur von ca. 400°C bis7. The method according to claim 6, characterized in that the rivet (10) to a temperature of about 400 ° C to
480 °C und insbesondere auf eine Temperatur von ca. 410 °C bis 450 °C erwärmt wird.480 ° C and in particular to a temperature of about 410 ° C to 450 ° C is heated.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet (10) während des Erwärmens mit einem durch ein an der einen Längsseite angreifendes KopfWerkzeug (13) und durch ein an der anderen Längsseite angreifendes Nieteisen (14) erzeugten Druck beaufschlagt wird, bis sich unter Verformung des Nietschafts ein Nietkopf (11) ausbildet .8. The method according to claim 6 or claim 7, characterized in that the rivet (10) is subjected to a pressure generated during the heating by a head tool (13) engaging on one longitudinal side and by a rivet iron (14) engaging on the other longitudinal side will happen until a rivet head (11) is formed while deforming the rivet shaft.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche β bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck nach dem Ausbilden des Nietkopfs (11) für eine Haltezeit von ca. 3 bis 10 Sekunden und insbesondere für eine Haltezeit von ca. 6 bis 7 Sekunden beibehalten wird, wobei ein anschließender zweiter Erwärmungsschritt vorgesehen sein kann.9. The method according to any one of claims β to 8, characterized in that the pressure after the rivet head (11) is maintained for a holding time of about 3 to 10 seconds and in particular for a holding time of about 6 to 7 seconds, a subsequent second heating step can be provided.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckspannung in Längsrichtung des Niets (10) wenigstens für eine kleine Zeitspanne ca. 100 N/mm2 - 200 N/mm2 und vorzugsweise ca. 150 N/mm2 beträgt. 10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the compressive stress in the longitudinal direction of the rivet (10) at least for a small period of time about 100 N / mm 2 - 200 N / mm 2 and preferably about 150 N / mm 2 is.
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