HU221687B1 - Eljárás és készülék egymással átlapolva összekötendő, lapos gyártmányok összeillesztésére - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás egymással átlapolva összekötendő, laposgyártmányok összeillesztésére. A kötést egy hengerrésben hozzák létre,amelybe az összekötendő lapos gyártmányokat (3, 4) hegyesszögbenvezetik be. A lapos gyártmányokat a hengerrésben történő összesajtoláselőtt egymás felé mutató felületeiken felmelegítik, de nem olvasztjákmeg. Legalább az egyik henger palástfelületének vagy az egyik laposgyártmánynak az alkalmas profilozásával a felületi nyomást az átlapolóillesztés területére korlátozzák, és az ennek az átlapoló illesztésnekaz irányához képest keresztirányú anyagfolyást meggátolják. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás egymással átlapolva összekötendő lapos gyártmányok összeillesztésére. Ezeket a fémanyagból készült lapos gyártmányokat, amelyek hegyesszögben állnak egymás felé, egy hengerrésbe vezetik be, és a hengerrésben egymáshoz sajtolják, miután 5 legalább az egyik lapos gyártmányt közvetlenül a másik lapos gyártmánnyal való fizikai érintkezése előtt az átlapolási illesztésnél lévő részén sugárzási energiával felmelegitik, de az alapanyagot nem olvasztják meg. Ezzel szemben alacsony olvadáspontú bevonatokat, pél- 10 dául horganyt meg lehet olvasztani.

A találmány tárgya továbbá az eljárás foganatosítására alkalmas készülék, amely lényegében két hengerből és a hengerrésre irányított sugárzásforrásból áll.

Egy ilyen jellegű ismert eljárásnál és ismert készü- 15 lékben a sugárzási energiát lézersugárforrás hozza létre (DE 195 02 140 Cl). Ennek a melegítésnek a során olyan hőmérsékletet lehet tartani, amelyen az alacsony olvadáspontú, például horgany bevonatrétegek még nem kezdenek párologni. A bevonatréteg anyagának 20 megolvadása, illetőleg párolgása ugyanis hátrányos lenne a kötés szilárdsága szempontjából. A hengerrést képező két hengernek az átlapoló illesztésen mindkét oldalon túlnyúló, a teljes hosszában sima, henger alakú palástfelülete van. A két lapos gyártmány összekötéséhez szűk- 25 séges felületi nyomás (sajtolás) kifejtéséhez a lapos gyártmányokat melegítés után a hengerelve plattirozáshoz képest kis, legfeljebb 20%-os alakítószúrásnak vetik alá. Ehhez jelentős hengerlőerő szükséges, mivel az alakítás kiteljed a lapos gyártmányoknak a melegítéskor 30 nem felmelegedett, az átlapoló illesztés melletti részeire. Annak érdekében, hogy - elsősorban eltérően lágy anyagok esetén - a lágyabb lapos gyártmány a keményebb lapos gyártmány élén ne nyíródjon el, a lágy lapos gyártmányt alátétcsík révén létrehozott ellennyomás 35 kifejtbe útján vagy megfelelő kalibrált hengerrel megtámasztják. A hengerekkel minden esetben vele jár legalább az egyik lapos gyártmány szomszédos részének nemkívánatos vastagságcsökkenése az átlapoló illesztés mellett Emiatt az ismert eljárás nem optimális. 40

A találmányunk elé kitűzött feladat olyan eljárás kialakítása egymással átlapolva összekötendő, fémanyagokból - elsősorban különböző, ömlesztő hegesztés útján egymással nem vagy nehezen összeköthető anyagokból, vagy nagyon eltérő keménységű anyagokból, 45 például acélból és aluminiumvegyűletekből, vagy acélból és rézből, acélból és titánból vagy acélból és nemesacélból - álló lapos gyártmányok összeillesztésére, amelyet kis ráfordítással lehet megvalósítani. További feladat alkalmas készülék létrehozása ennek az eljárás- 50 nak a foganatosítására.

Ezt a feladatot az eljárás tekintetében a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a felületi nyomást a hengerlésben az átlapoló illesztés területére korlátozzuk. Ennek során előnyös módon gátoljuk a hengenrés- 55 ben lévő lapos gyártmány anyagfolyását az átlapoló illesztés hosszirányában.

A feladatot a készülék tekintetében a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a két henger közül az egyiknek a palástja a hatásos nyomórészével tengelyire- 60 nyú kiterjedésében rövidebb a hengerek teljes tengelyirányú hosszánál, és ennek a hengerpalástnak a hatásos nyomórészén körülmenő vájatok varrnak.

Azáltal, hogy a felületi nyomást a hengerrésben az átlapoló illesztés területére korlátozzuk, és elsősorban azáltal, hogy ezzel együtt az anyagfolyást befolyásoljuk, az összeillesztéshez szükséges felületi nyomás kisebb hengerlöerővel érhető el, mint a hasonlójellegű eljárásban, amelynek során a hengerlést szúrás nem felmelegedett anyagra is kiterjed. Ha egy Stl4Z jelű acélból és AlMoSi ötvözetből álló kötéshez szükséges hengerlőerőt összehasonlítjuk, akkor 25 mm széles alumíniumcsík és az átlapolás 9 mm szélessége esetén a hagyományos eljárásnál 60 kN, mig a találmány szerinti eljárásnál 5 kN szükséges. A bevitt sugárzást energia tekintetében tehát az alakítás hatásfoka optimális lesz.

Ennek további következménye, hogy a szükséges készülékek jóval könnyebb kivitelűek lehetnek. A viszonylag keskeny területre való korlátozás, ahol a felületi nyomás bekövetkezik, megkönnyíti határozott alakú lemezdarabok, például úgynevezett „tailored blanks” (adott geometriájú nyersdarabok) összeillesztését is, amelyeknél az illesztés gyakran nem egyenes, hanem görbe. Elsősorban a különböző, üzemi igénybevételüknek megfelelően eltérően méretezett alkatrészekből összetett lapos gyártmányok esetében, de nemcsak, ilyen alkatrészek esetében fontos, hogy az átlapoló illesztéssel szomszédos alkatrészeket az illesztés ne befolyásolja. Mivel a találmány szerinti eljárásban a melegítés és az alakítás az átlapoló illesztésre korlátozódik,, ezért egyrészt a hő által befolyásolt övezet a lehető lég-* kisebb marad, másrészt a lapos gyártmányok szomszé- < dós részeiben a teljes anyagvastagság megmarad, ami az ismert eljárás során a hengerlés! szúrással nem volt lehetséges.

A találmány további foganatosítási módjainál elő- } nyös, ha mindkét lapos gyártmány felületét melegítjük. *

A két lapos gyártmány anyagának különböző lágysága esetén előnyösnek bizonyult, ha az átlapoló illesztés szélessége a lágyabb anyagú lapos gyártmány vastagságának legalább az 1,5-szeresével egyenlő.

A lapos gyártmány átlapoló illesztés hosszirányába eső anyagfolyásának már említett korlátozása különböző konstrukciós megoldásokkal valósítható meg. A találmánynak ezeknél a foganatosítási módjainál lényeges, hogy az anyag a felületi nyomásban részt vevő részek befogadó tereibe folyhasson. Az egyik változat szerint így legalább egy, a felületi nyomásban részt vevő rész (henger - lapos gyártmány) felülete profilo- ?

zott. A felületi profilozás előnyös módon kerületi, illetőleg hosszirányú vájatokból áll. Ezek a vájatok egyrészt kellően nagy felületi nyomást tesznek lehetővé, másrészt viszont megakadályozzák az anyagfolyást az átlapoló illesztés hosszirányában, mivel az anyag befolyhat a vájatokba. Ezenkívül arra szolgálnak, hogy a lapos gyártmányokat az átlapoló illesztés irányában vezessék. A vájatokkal ellátott henger preferáltan a lágyabb | alapanyagra hat. Ha a vájatokat az egyik alapanyagba bevisszük, akkor erre előnyös módon a keményebb r anyagot választjuk.

HU 221 687 Bl

Találmányunkat a találmány szerinti eljárás foganatosításának két lehetősége kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra két szalag vagy lemez összeillesztésére szolgáló készülék függőleges hosszmetszete, a 5

2. ábra az 1. ábra szerinti készülék metszete az

1. ábra I-I metszésvonala szerint, a

3. ábra az 1. ábra szerinti készülék módosított ábrázolása metszetben az 1. ábra I-I metszésvonala szerint, a

4. ábra az 1. ábra szerinti készülék további módosított ábrázolása metszetben az 1. ábra I-I metszésvonala szerint.

Az 1. ábrán látható készülék két, 1 és 2 hengert tartalmaz. Ezek közül az egyiknek, az 1 hengernek henger alakú palástfelülete, a másiknak, a 2 hengernek körülmenő kiemelkedő 2a palástrésze van. A palástfelületnek ez a 2a palástrésze az 1 henger henger alakú palástfelületével hengerlést képez, amelybe két, egymással előnyös módon 15°-nál kisebb, elsősorban 10° 20 szöget bezáró és egymást átlapoló 3, 4 lapos gyártmányt vezetünk be. A 3 és 4 lapos gyártmány egymás felé mutató felületét a hengerrésen a háromszög alakú részen egy 5 lézersugárforrás 5a sugarával csak az átlapolási illesztés szélességében melegítjük anélkül, hogy 25 a 3, 4 lapos gyártmány alapanyagának olvadáspontját elérnénk. A hengerrés területén ezután az átlapoló illesztés területén felületi nyomással létrehozzuk a két 3, lapos gyártmány kötését. Ennek a felületi nyomásnak a sajátosságai a 3. és 4. ábrán láthatóak.

A 2. ábra szerinti első kiviteli alakban a 2 henger palástfelülete az átlapoló illesztés szélességére korlátozódik. Ezenkívül ez a kiemelkedő terület kerületi irányban több vájattal van ellátva.

A 3. ábra szerinti kiviteli alak csak abban különbözik a 2. ábra szerintitől, hogy a kiemelkedő 2a palástrészben nincsenek vájatok. Ehelyett az egyik lapos gyártmányban, mégpedig a 4 lapos gyártmányban van az átlapoló illesztés irányában több vájat. A vájatok elő10 nyös módon a keményebb anyagban vannak.

A hengerrésben a nyomás a kiemelkedő 2a palástrész miatt mindkét kiviteli alakban az átlapoló illesztés területére korlátozódik. A felületi nyomásnak ez a korlátozása gondoskodik arról, hogy a két 3,4 lapos gyárt15 mány csak az átlapoló illesztés területén legyen alakítva. Amennyiben vannak vájatok, úgy ezek gátolják az anyagfolyást az átlapoló illesztés irányában, az anyag ugyanis bejuthat a vájatokba. Ezenkívül elősegítik a 3, 4 lapos gyártmány vezetését az átlapoló illesztés hosszirányában.

További változat látható a 4. ábrán. Itt a kiemelkedő 2a palástrész kúpos kivitelű. Ez a kiviteli alak keresztirányban segíti elő az anyagfolyást, és hosszirányban csökkenti. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy az átlapolási övezeten kívül nem következik be a lapos gyártmány hidegkeményedése vagy befolyásolása a hő által, továbbá az előállított kötés hidegen alakítható. Ezzel lehetséges a másik lapos gyártmány élének előkészítése, például lekerekitése, ami ugyancsak ked30 vezően hat a következő hidegalakításra.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás egymással átlapolva összekötendő, fémanyagból készült lapos gyártmányok (3, 4), elsősorban szalagok, lemezek és kiszabott lemezek összeillesztésére, amelyek hegyesszögben állnak egymás felé, és amelyeket egy hengerrésbe vezetünk be, és a hengerrésben egymáshoz sajtoljuk, miután legalább az egyik lapos gyártmányt közvetlenül a másik lapos gyártmánnyal való fizikai érintkezése előtt az átlapolási illesztésnél lévő részén sugárzási energiával felmelegítettük, de az alapanyagot nem olvasztottuk meg, azzal jellemezve, hogy a felületi nyomást a hengerrésben az átlapoló illesztés területére korlátozzuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy mindkét lapos gyártmányt melegítjük.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a két lapos gyártmány anyagának különböző keménysége esetén az átlapoló illesztés szélessége a lágyabb anyagú lapos gyártmány vastagságának legalább az 1,5-szeresével egyenlő.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy gátoljuk a hengerrésben lévő lapos gyártmányok (3,4) anyagfolyását az átlapoló illesztés hosszirányában.
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anyagfolyás gátlására vagy az átlapoló illesztés irányában lévő hosszvájatokkal ellátott lapos gyártmányt (3, 4), vagy olyan hengert (2) alkalmazunk, amely a hatásos nyomórészen kerületi vájatokkal van ellátva.
6. 6. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anyagfolyás gátlására kúposán kalibrált hen45 gert (2) alkalmazunk.
7. 7. Készülék átlapolással összekötendő, fémanyagból készült, lapos gyártmányok összeillesztésére, amely lényegében két hengerből és a hengerrésre irányított sugárzásforrásból áll, azzal jellemezve, hogy a

   50 két henger (1, 2) közül az egyiknek a palástja a hatásos nyomó palástrészével (2a) tengelyirányú kiterjedésében rövidebb a hengerek teljes tengelyirányú hosszánál.
8. 8. A 7. igénypont szerinti készülék, azzal jellemez55 ve, hogy a hengerpalástnak a hatásos nyomó palástrészén (2a) körülmenő vájatok vannak.