Verfahren zum Verbinden von Rohren aus Leichtmetall. Für Kleinfahrzeuge (Fahrrä.der, Fahr radanhänger, Kinderwagen, Fahrgestelle) und Kleinmöbel (wie Liegestühle, Feldbettstellen, Servierboys, Ga.rderobemöbel), sowie für Traggestelle aller Art (Gepäckträger für Bahnwagen und Autobusse, Tragreffe, Ruck sacktraggestelle) ist das Rohr wegen seiner Steifigkeit und Torsionsfestigkeit ein wich tiges Bauelement.
Obwohl bei allen diesen Geräten meistens grosser Mrert auf kleines Ge wicht gelegt wird, hat sich Leichtmetall als Baustoff bisher nicht durchsetzen können. Der Grund hierfür liegt vielfach am Fehlen eines restlos befriedigenden Verbindungsver fahrens für die Einzelteile.
Während im Stahlrohrbau hauptsächlich geschweisst oder hart gelötet wird, kommen für die Verbindung von Leichtmetallrohren diese Verbindungsarbeiten nur selten in Frage, da die hochfesten Leichtmetallrohre in der Nähe der Schweissstellen erweichen und die meist sperrige Form dieser Geräte eine Nachvergütung nach dem Schweissen prak tisch ausschliesst.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Verbindung von Rohren aus Leichtmetall, das mit diesen Mängeln nicht behaftet ist; dieses Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Verbindung mit Hilfe eitles metallischen Verbindungsstückes be werkstelligt wird, das mit den Rohrenden unier Verwendung eines in der Hitze härt- baren Kunstharzes verklebt wird.
Zur Erzielung einer genügend grossen Ver bindungsfläche werden die zu verbindenden Rohrteile z. B. in Muffen eingeführt, oder noch besser über zweckentsprechend geformte massive oder aus Rohr hergestellte Verbin dungsstücke gesteckt. Letztere können je nach der auszuführenden Verbindung gerade oder gebogen und Aals, <B>T-,</B> K- ad,-er X-Stück ausge bildet sein; sie bestehen zweckmässig aus Stahl oder einer ausgehärteten Aluminium legierung.
Zur Verkittung benützt man mit besonde rem Vorteil eine schmelzbare und heisshärt- bare Mischung, die ein mindestens zwei Athy- lenoxydgruppen aufweisendes Derivat eines Phenols und mindestens ein Häxtungsmittel enthält.
Dieses Klebemittel bildet in der Wärme eine dünnflüssige Schmelze und kann daher ohne Lösungsmittel zwischen die zu verklebenden Flächen gebracht werden, wo bei es die feinsten Unebenheiten letzterer vollständig ausfüllt. Es unterscheidet sich von den meisten andern härtbaren Harzen auch dadurch, dass während des Härtungs- vorganges keine flüchtigen Reaktionspro dukte abgespalten werden, was bei dem erfin dungsgemässen Verfahren sehr günstig ist, indem eine dichte zusammenhängende Kleb schicht ohne Blasen und Kanäle erzeugt wer den kann.
Als Ausgangsstoffe für diese Äthy- lenoxydgruppen aufweisenden Derivate von Phenolen kommen in erster Linie solche Phe- nole in Betracht, die mindestens zwei Oxy- gruppen enthalten. Besonders bewährt haben sich mehrkernige Phenole, deren Kerne durch Brücken miteinander verbunden sind, wie z.
B, (4,4'-Dioxy-diphenyl)-dimethylmethan.. Aus letzterem kann beispielsweise durch Ein wirkung von 2 Mol Epichlo@rhydrin in alka lischer Lösung eine für das vorliegende Ver fahren recht brauchbare Diäthylenoxyd-Ver- bindung gewonnen werden.
Als Härtungs- mittel für diese Kunstharze seien erwähnt: Anhydride mehrbasischer Säuren, Säure- anhydride, die durch; Dianssynthese aus:
Ma- leinsäureanhydrid und ungesättigten Verbin dungen entstehen, ferner -anorganische oder organische Basen, wie Atznatron, Calcium- oxyd, Natriumamid, Guanidin, Diphenyl- guanidin, Piperidin, Triäthanolamin, Piper- azin, Hexam-ethylentetramin,
Hydnazodiicar- bonimid, oder auch geeignete Salze davon, ge wisse polymerisierbare oder polymerisierte Substanzen nicht harzartiger Natur, wie z. B. Cyanamid, Dicyandiamid, Melamin usw. Es können auch Gemische derartiger Härtungs- mittel, z. B. Anhydride mehrbasischer Säuren in Mischung mit organischen Basen, verwen det werden.
Es kann zweckmässig sein, der Klebmischung Reduktionsmittel wie z. B. Metallpulver, oder Oxydationsmittel, wie Kaliumnitrat und Bariumsuperogyd, oder endlich auch Schwefel zuzusetzen. Die Klebe mischung kann auch, wie andere Kunstharz leime, Zusätze von andern synthetischen Har zen oder von natürlichen Harzen, z. B. Kolo phonium, Cumaronharz, Polystyrol und Poly- vinylacetat, und auch Füllstoffe, z. B. Asbest oder Metallpulver, enthalten.
Gemische von Athylenogyd-Verbindungen der genannten Art mit Härtungsmitteln können im allge meinen bei Temperaturen von etwa 100-230 gehärtet werden.
Bei den höheren Tempera turen ist die Härtung gewöhnlich in wenigen Minuten beendet. Immerhin ist es bei den meisten. ausgehärteten Leichtmetallegierungen zweckmässig, das Temperaturgebiet von 170 bis 180 nicht wesentlich zu übersteigen, denn sonst besteht die Gefahr einer teilweisen Er weichung der Legierung.
In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, auf die zusammenzukittenden Leicht metallteile an den Verbindungsflächen mittels des Kunstharzes ein dünnes, flächiges Ge bilde (z. $. Papier) aufzukleben, das Kunst- harz einzubrennen und hierauf die Teile mit Hilfe eines Kaltleimes zu verbinden.
Gegenüber dem Schweissen und Löten hat die Verbindung mit in der Hitze härtbaren Kunstharzen noch den Vorteil, dass eine ano- dische Oxydation mit nachfolgender Färbung nach Belieben vor oder nach dem Kitten mög lich ist.
Die Zeichnung zeigt einige Rohrverbin dungen, welche nach dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellt sind. Nach Abb. 1 sind die Rohre 1 und 2 aus vergüteter Alu miniumlegierung über einen als Verbindungs stück dienenden Stangenabschnitt 3 aus ver güteter Aluminiumlegierung gesteckt. Mit 4 ist die- ausgehärtete Kunstharzschicht be zeichnet und mit 5 die Stossstelle. Die Ab bildungen 2, 3; 4, 5 und 6 zeigen weitere Ver bindungsmöglichkeiten.
Method for connecting pipes made of light metal. For small vehicles (bicycles, bicycle trailers, prams, chassis) and small pieces of furniture (such as deckchairs, camp beds, serving boys, garden furniture), as well as for all kinds of carrier frames (luggage racks for railcars and buses, carriers, rucksack carriers) its rigidity and torsional strength are an important component.
Although all of these devices usually put great emphasis on small weight, light metal has so far not been able to establish itself as a building material. The reason for this is often due to the lack of a completely satisfactory connection process for the individual parts.
While steel pipe construction is mainly used for welding or hard soldering, this connection work is seldom considered for the connection of light metal pipes, as the high-strength light metal pipes soften near the welding points and the mostly bulky shape of these devices practically excludes additional compensation after welding.
The invention now relates to a method for connecting pipes made of light metal which does not suffer from these deficiencies; This method is characterized in that the connection is made with the help of a metallic connecting piece which is glued to the pipe ends using a synthetic resin which can be hardened in the heat.
To achieve a sufficiently large connection surface Ver the pipe parts to be connected z. B. introduced into sleeves, or even better connected via appropriately shaped solid or pipe made connec tion pieces. The latter can be straight or curved, depending on the connection to be made, and Aals, T-, K- ad, -er X-piece be formed; they are expediently made of steel or a hardened aluminum alloy.
For cementing, it is particularly advantageous to use a meltable and heat-hardening mixture which contains a phenol derivative having at least two ethylene oxide groups and at least one curing agent.
When heated, this adhesive forms a thin liquid melt and can therefore be brought between the surfaces to be bonded without solvents, where it completely fills the finest unevenness of the latter. It also differs from most other curable resins in that no volatile reaction products are split off during the curing process, which is very beneficial in the process according to the invention, as a dense, coherent adhesive layer without bubbles and channels can be produced.
The starting materials for these phenol derivatives containing ethylene oxide groups are primarily those phenols which contain at least two oxy groups. Polynuclear phenols whose cores are connected to one another by bridges have proven particularly useful, such as
B, (4,4'-dioxy-diphenyl) -dimethylmethane .. A diethylene oxide compound which is quite useful for the present process can be obtained from the latter, for example by the action of 2 moles of epichlorohydrin in an alkaline solution.
The following hardeners for these synthetic resins may be mentioned: anhydrides of polybasic acids, acid anhydrides, which by; Dian synthesis from:
Maleic anhydride and unsaturated compounds are formed, as well as inorganic or organic bases such as caustic soda, calcium oxide, sodium amide, guanidine, diphenyl guanidine, piperidine, triethanolamine, piperazine, hexamethylene tetramine,
Hydnazodiicar- bonimid, or also suitable salts thereof, ge certain polymerizable or polymerized substances of a non-resinous nature, such as. B. cyanamide, dicyandiamide, melamine, etc. Mixtures of such hardeners, eg. B. anhydrides of polybasic acids mixed with organic bases are used.
It may be useful to add reducing agents such as. B. metal powder, or oxidizing agents such as potassium nitrate and barium superogide, or finally to add sulfur. The adhesive mixture can also, like other synthetic resin glue, additions of other synthetic Har zen or natural resins, such. B. Kolo phonium, coumarone resin, polystyrene and polyvinyl acetate, and also fillers, z. B. asbestos or metal powder.
Mixtures of Athylenogyd compounds of the type mentioned with hardening agents can be hardened in general mine at temperatures of about 100-230.
At the higher temperatures, curing is usually completed in a few minutes. After all, it is with most of them. Hardened light metal alloys advisable not to significantly exceed the temperature range from 170 to 180, otherwise there is a risk of partial softening of the alloy.
In some cases it can be advantageous to glue a thin, flat structure (e.g. paper) to the light metal parts to be cemented together at the connecting surfaces using the synthetic resin, to burn in the synthetic resin and then to connect the parts with the help of cold glue.
Compared to welding and soldering, the combination with heat-curable synthetic resins has the advantage that anodic oxidation with subsequent coloring is possible before or after the cementing process.
The drawing shows some pipe connections which are produced by the method according to the invention. According to Fig. 1, the tubes 1 and 2 made of tempered aluminum are inserted minium alloy over a connecting piece serving as a rod section 3 made of tempered aluminum alloy. With 4 the hardened synthetic resin layer is marked and with 5 the joint. The figures 2, 3; 4, 5 and 6 show other connection options.