DE1452796C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung metallischer Wellplatten, insbesondere von Sandwichplatten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung metallischer Wellplatten aus aufeinandergelegten, dünnen Blechen als Einlagen für Sandwichplatten. Die Erfindung umschließt im Hinblick auf neue Indvstrieerzeugnisse in gleicher Weise alle Bauteile, die durch Anwendung des neuen Verfahrens erhalten werden.

Die Wellplatten bestehen aus zwei Wellblechen, die eine Stärke in der Größenordnung von 0,1 mm und darunter haben und einander mit ihren Wellenbergen Rücken an Rücken berühren. Diese Bauteile sollen schließlich mit einem oder zwei glatten Blechen längs der Rückenlinien der Wellungen der einen oder der anderen Seite oder beider Seiten durch Nahtschweißung zu Sandwichplatten verbunden werden.

Solche Sandwichplatten werden wegen ihrer zahlreichen Vorteile, besonders wegen ihrer Leichtigkeit und Steifigkeit, häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Insbesondere können sie —- und' das kennzeichnet einen Vorteil, der die Ausweitung ihrer Anwendung auf zahlreiche Gebiete möglich erscheinen läßt — betrachtet werden als ein System dichter Kanäle, die entweder dazu dienen ,können, ein Medium umlaufen zu lassen und mit ihm Wärme abzuführen, oder dazu, ein mehr oder weniger hohes Vakuum aufrechtzuerhalten.

Bei einem aus der USA.-Patentschrift 2 975 263 bekannten Verfahren zur Herstellung von Wellplatten wird die geschweißte Blechplatte, ähnlich wie bei der Herstellung von Streckmetallgittern üblich, auf mechanischem Wege auseinandergezogen. Daß ein solches grobes Verfahren keine homogene Streckung über die ganze Plattenfläche ergibt, liegt auf der Hand, insbesondere nicht bei solchen Erzeugnissen, die aus außerordentlich dünnen Blechen in großen Abmessungen für Zwecke der Luft- und Raumfahrtindustrie hergestellt werden und eine Genauigkeit in der Größenordnung feinmechanischer Teile aufweisen müssen, um sie anschließend mit anderen Blechen zu Sandwichplatten verarbeiten zu können. Die Schwierigkeiten werden noch erhöht, wenn man, ausgehend von ebenen oder gewölbten Blechen, nicht parallele oder nicht geradlinige Wellungen erhalten will.

Die Erfindung zielt auf ein Verfahren ab, das die bis jetzt angetroffenen Schwierigkeiten behebt und es außerdem gestattet,' Bauteile von sehr großer Länge herzustellen. ^;

Ausgehend von den bekannten Verfahren zur Herstellung hohler Metallgebilde (z. B. Rohre oder Dosen) aus zwei Blechplatten, die aufeinandergelegt, durch mindestens paarweise parallele Schweißnähte verbunden und anschließend in den so entstandenen Bahnen aufgedornt werden (insbesondere USA.-Patentschrift 3 028 827), besteht die Erfindung in einem besonderen Verfahrensablauf, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Dorn, dessen größte Querschnittsfläche der zu erzielenden Wellung entspricht^- nacheinander durch alle Bahnen, die zwischen zwei benachbarten Schweißnähten gebildet sind, von einem zwischen die Bleche eingezogenen Seil hindurchgezogen wird, während gleichzeitig die beiden Bleche zur Ausformung der erhaltenen Wellung durch eine profilierte "Führung hindurchlaufen zu dem besonderen Zweck, Wellplatten, insbesondere als Vorstufe zur Herstellung von Sandwichplatten, zu erzeugen.

Vorteilhaft werden die beiden Bleche eben aufeinandergelegt und das eine Blech über das andere vorspringend angeordnet und ersteres in Verlängerung der Schweißnähte in Streifen unterteilt, und die freien Enden dieser Streifen werden durch ein Verstärkungsblech verbunden, in dem über der Mittelachse eines jeden Streifens ein Loch als Führung für das Zugseil angebracht ist. Die Zugkraft, die das Vordringen des Domes und damit das Aufweiten der verbundenen Bleche erzeugt, wirkt dann längs der Achse des Domes.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Ausführung des

Verfahrens besitzt erfindungsgemäß einen von einem Seil gezogenen Dorn und eine in Höhe des hinteren Dornendes mit diesem mitlaufende Führungsvorrichtung für die Bleche in Form eines Walzenpaares, dessen Walzen symmetrisch zur Ebene der Schweißnähte und mit ihren Achsen senkrecht zu diesen angeordnet sind und die aus einem zylindrischen Teil, der auf den noch nicht gewellten Blechen läuft, einem Mittelteil mit einem Profil, das die Gegenform zur Außenform der Wellung bildet, und schließlich einem weiteren zylindrischen Teil bestehen, der auf dem Rücken der Wellungen läuft.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Schweißnähte der beiden parallelen, ebenen Bleche sowie eine Gruppe von zwei Schweißrollen in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A' in Fig. 1,

F i g. 3 den Durchgang des Zugseiles zwischen den beiden Blechen und den beiden zueinander parallelen Schweißnähten,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie B-B' in Fig. 3,

F i g. 5 den Vorgang des Einf ührens des Domes zwischen die beiden Bleche und zwei zueinander parallele Schweißnähte,

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie C-C in F i g. 5 durch den kleinsten Dornquerschnitt entsprechend der sich entwickelnden Form der Wellung,

Fig. 7 den vollständig zwischen die beiden Bleche und zwei zueinander parallele benachbarte Schweißnähte eingeführten Dorn,

F i g. 8 einen Schnitt längs der Linie D-D' in F i g. 7 durch den größten Dornquerschnitt, der dem größten zu erzielenden Wellungsquerschnitt entspricht,

F i g. 9 die Vorrichtung zur Führung der Bleche und des Domes sowie zur Ausformung der erzielten Wellungen,

Fig. 10 den besonderen Aufbau mindestens eines der Enden der vorher miteinander verbundenen Bleche und

Fig. 11 die Verformung dieses Endes während des Aufdornens.

In den Fig. 1 und 2 sind die beiden ebenen Bleche 1 und 2 aufeinandergelegt und werden miteinander verbunden mittels eines Schweißkopfes mit zwei Schweißrollen 3 und 4, die auf einer Welle 5 so befestigt sind, daß ihr Abstand genauestens konstant bleibt. Die gegenseitige Verbindung der beiden Bleche 1 und 2 ist längs der Nähte 6,7 bis 7, 8 ... erfolgt, wobei aber die Nähte der einzelnen Gruppen 6, 7, 8, 9 usw. nicht genau parallel zueinander sein müssen. Alle diese Schweißungen werden auf bekannten Maschinen durchgeführt.

Den Schweißrollen 3 und 4 wird vorzugsweise ein sich verbrauchendes Zusatzelement 10 zugeführt.

Der Vorgang des Aufdornens, der der Verbindung der Bleche folgt, ist in F i g. 5 bis 8 in einzelnen Etappen dargestellt.

Der Dorn 11 hat eine Gestalt, die sich zwischen seinem vorderen Teil 12, dessen Querschnitt die Form eines abgeplatteten Rhombus hat (F i g. 6), und zwischen seinem hinteren Teil 13 entwickelt. Die Querschnittsform des Domes wird immer weniger abgeplattet, je mehr man sich dem hinteren Teil nähert, wo die größte Dornquerschnittsfläche 14 der zu erzielenden Wellung der Bleche entspricht.

Ein Zugseil 15, das am vorderen Ende des Domes 11 befestigt ist, wird zwischen die beiden Bleche 1 und 2 mittels einer nicht dargestellten Nadel eingeführt.

Das Vordringen des Domes 11 und das damit verbundene Aufweiten der Bleche 1 und 2 kann z. B. so bewerkstelligt werden, daß auf den 'Dorn mittels des Zugseiles 15 ein Zug ausgeübt wird. Dieser Vorgang kann aber auch durch irgendein anderes bekanntes und zweckentsprechendes Mittel, z. B. durch Druckgas, bewerkstelligt werden>.cn

Das Aufdornen benötigt eine Schmierung. Diese kann durch alle bekannten Schmiermittel sichergestellt werden, so auch durch einen selbstschmierenden Dorn, durch Aufdornen ohne öl usw.

Die Vorrichtung in Fig. 9 entspricht dem Fall, wo man die Wellung nachformen, d. h. ergänzen oder die Wirkung des Domes vervollständigen will. Sie weist im wesentlichen zwei beiderseits der Bleche 1 und 2 angeordnete Walzen 16 und 16' auf, die beide senkrecht zu den Achsen der Wellungen angeordnet sind, und die Berührung zwischen diesen beiden Führungsund Formungswalzen und den beiden Blechen 1 und 2 erfolgt in der Ebene des Master-Querschnittes 14 des Domes 11.

Die Relativbewegung der >heiden Bleche 1 und 2 und der Walzen 16 und 16' erfolgt wie weiter unten angegeben.

F i g. 10 zeigt eine besondere Anordnung zur Befestigung der einmal miteinander verbundenen Bleche 1 und 2 unter dem Gesichtspunkt, ihre Relativbewegung bezüglich des Domes zu ermöglichen. In Fig. 10 ist Blech 1 kürzer als Blech 2, die Trennlinie 20 der beiden Bleche verläuft senkrecht zu ihrer gemeinsamen Längsachse. Das freie Ende des Bleches 2 ist durch einen schmalen Blechstreifen 21 verstärkt. Die Verbindung dieses Blechstreifens mit dem Blech erfolgt durch ein beliebiges, geeignetes Verfahren. Blech 2 ist in der Verlängerung der Schweißnähte 6, 7, 8, 9 ... (die Verbindungsnähte sind hier parallel und zueinander äquidistant) zerteilt und bildet Längsstreifen 23 zwischen der Trennlinie 20 und dem Verstärkungsstreifen 21. Iri "diesem ist über^der Längsachse eines jeden Streifens 23 ein Loch 22 angebracht, um das Zugseil 24 jeweils aufzunehmen.

Fig. 11 zeigt die Form der Streifen 23 vor und nach der Faltung, die man erhält, indem man den Dorn 11 mittels des Zugseiles 24 durch die entsprechenden einzelnen Wege axial hindurchzieht, wobei der Dorn in dieser Figur nicht dargestellt ist. Die Befestigung der Bleche 1 und 2 an ihrem anderen, nicht dargestellten Ende kann entsprechend ausgebildet sein.

Die Bewegung" der zuvor beschriebenen Führungsund Formungsvorrichtung wird mit der Bewegung des Domes 11 gekoppelt, um die Außenabmessungen der Wellungen genau einzuhalten und um eine Verfestigung des Werksfoffes zu erreichen. Diese Verfestigung soll die mechanischen Eigenschaften· verbessern, die durch die Erwärmung während des Schweißens beeinträchtigt worden sind. Gleichzeitig erhält man eine automatische Prüfung der Qualität der Schweißnähte infolge der Krafteinwirkung, die die Bleche beim Aufdornen auseinanderzureißen versucht.

In dem Beispiel, das soeben beschrieben wurde,

besitzen die Bleche eine Stärke von 0,1 mm. Die Wellungen haben 2 mal 3 mm Höhe, und die Teilung beträgt 5,4 mm. Die Radien betragen etwa 0,4 mm, und die Abplattung der Wellungsrücken ist etwa 0,5 mm breit. Diese Angaben zeigen die Größenordnung der Abmessungen der erhaltenen Wellplatten; die Blechstärke kann beachtlich kleiner sein, bis herab zu 0,01 mm.

Das beschriebene und dargestellte Verfahren kann in Einzelheiten abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So müssen z. B. die beiden Schweißnähte, zwischen denen man den Dorn hindurchzieht, nicht streng parallel sein, sondern sie können im Gegenteil leicht konvergent sein, was erlauben würde, auf diese Weise in einem späteren Stadium leicht konische Sandwichplatten zu erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung metallischer Wellplatten, insbesondere als Vorstufe zur Herstellung von Sandwichplatten, bei dem zwei Bleche nach dem Aufeinanderlegen durch eine kontinuierliche Schweißung längs mindestens paarweise paralleler Linien verbunden und anschließend mittels eines zugespitzten Domes, dessen größte Querschnittsfläche der zu erzielenden Wellung entspricht, aufgedornt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (12) nacheinander durch alle Bahnen, die zwischen zwei benachbarten Schweißnähten (6, 7; 8, 9) gebildet sind, von einem zwischen die Bleche (1, 2) eingezogenen Seil (15) hindurchgezogen wird, während gleichzeitig die beiden Bleche zur Ausformung der erhaltenen Wellung durch eine profilierte Führung (17, 18, 19) hindurchlaufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden Bleche (2) über das andere (1) vorspringend angeordnet und

in Verlängerung der Schweißnähte in Streifen unterteilt wird und die freien Enden dieser Streifen durch ein Verstärkungsblech verbunden werden, in dem über der Mittelachse eines jeden Streifens ein Loch (22) als Führung für das Zugseil (24) ^angebracht ist (F i g. 10).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnähte paarweise geradlinig, aber nicht parallel zu den Nachbarpaaren gerichtet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnähte in Ziehrichtung des Domes leicht konvergieren.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von einem Seil (15, 24) gezogenen Dorn (12) und eine in Höhe des hinteren Dornendes (14) mit diesem mitlaufende Führungsvorrichtung für die Bleche in Form eines Walzenpaares, dessen Walzen· (16),. symmetrisch zur Ebene der Schweißnähte (6, 7) und mit ihren Achsen senkrecht zu diesen angeordnet sind und die aus einem zylindrischen Teil (17), der auf den noch nicht gewellten Blechen (1, 2) läuft, einem Mittelteil (18) mit einem Profil, das die Gegenform zur Außenform der Wellung bildet, und 5<> schließlich einem weiteren zylindrischen Teil (19) bestehen, der auf dem Rücken der Wellungen läuft (Fig. 9).