JOINING SECTIONS USING BRAZING OR WELDING AND A METHOD FOR DOING IT

Abstract: 1. A process for the production of a brazed or welded joint between two sections (1, 2), in particular hollow sections, which may abut against one another in a plane by means of a mitre-joint, in which an intermediate piece (3) is arranged in the cutting plane of the two hollow sections (1, 2) and incorporated into the brazed and welded joint, and in which the intermediate piece has projections which protrude into the interiors of the two hollow sections to be joined and hold the sections during joining, characterized by the following features : a) before the joining process, a flat intermediate piece (3) is arranged between the two hollow sections (1, 2) which abut against one another and have an undiminished cross-section, the outer contour of which intermediate piece (3) corresponds to the outer contour of the cutting planes of the hollow sections (1, 2), which are to be joined, or uniformly protrudes outwardly by about 1.5 mm on all sides ; b) hollow sections made of light metal, in particular of extruded material, are used, the intermediate piece (3) serving as an additional material during brazing or welding.

Description: Fügetechnische Verbindung von Profilen und Verfahren zu ihrer Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft eine fügetechnische, insbesondere löt- oder schweisstechnische Verbindung von in einer Ebene aneinanderstossenden Profilen und ist besonders geeignet für dünnwandige Hohlprofile, wie sie für Tür- und Fensterrahmen verwendet werden. Diese Profile haben oft eine komplizierte Querschnittsform und werden in grossen Längen nach einem Strang-Press-Verfahren hergestellt. Mit Gehrung aneinanderstossende Profile wurden bisher verschraubt, wobei oft kompliziert geformte und daher teuere Verbindungsstücke notwendig waren. Wenn man diese Profile miteinander verschweissen oder verlöten will, müssen insbesondere dünnwandige Profile sorgfältig und mit geringeren Toleranzen gegeneinander ausgerichtet werden, damit zwischen ihnen kein unzulässig grosser Spalt entsteht, der mit den üblichen fügetechnischen Verbindungen nicht überbrückt werden kann. Ausserdem gibt es zahlreiche Werkstoffe, die für die Herstellung von Profilen sehr geeignet sind, die sich aber fügetechnisch gar nicht oder nur mit erheblichem Aufwand verbinden lassen. In den VDI-Nachrichten vom 30.09.77 wird beschrieben, wie Fenster, Türen und Garagentore aus Aluminium unter Verwendung eines Negativ-Profils mit einem Epoxidharz verklebt werden. Die Fertigung dieser Negativ-Profile ist aber besonders bei Eckverbindungen mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine fügetechnische Verbindung von in einer Ebene, insbesondere mit Gehrung aneinanderstossenden Profilen, die sich schnell und wirtschaftlich in grossen Serien herstellen lässt und die oben erwähnten Probleme vermeidet. Das im ersten Anspruch vorgeschlagene Zwischenstück bietet beiden Profilen eine definierte ebene und glatte Anlagefläche, auf der auch ein grob abgesägtes Profil bei der Montage in die gewünschte Lage verschoben werden kann. Zwischen dem Profil und dem Zwischenstück ist auf dem vollen Umfang eine Fläche vorhanden, die sich fügetechnisch besser verbinden lässt als stumpf aneinanderstossende Profile. Unvermeidliche Toleranzen beim Profilquerschnitt oder Gehrungswinkel oder solche, die erst durch die Er wärmung beim Schweissen oder Löten entstehen können, führen bei direkt aneinanderstossenden Profilen sehr leicht zu einer Verschiebung, so dass sich die Profile nicht mehr einwandfrei verbinden lassen, während zwischen Profil und dem Zwischenstück die Fläche geometrisch unverändert bleibt. Im zweiten Anspruch wird eine Kombination von Werkstoffen vorgeschlagen, die für die vorliegende Erfindung von besonderem Interesse ist. Ein Profilwerkstoff aus Strang Press-Naterial lässt sich ohne Zusatzwerkstoff aufgrund seiner Rissempfindlichkeit nicht verschweissen. Eine Verschweissung unter Zuführung eines Zusatzwerkstoffes in Form eines Schweissdrahtes würde bei komplizierten Profilformen einen erheblichen Aufwand verursachen. Das Zwischenstück dient hier als Zusatzwerkstoff. Im dritten Anspruch werden zwei geeignete Werkstoffe vorgeschlagen. Im vierten Anspruch wird eine besondere Anwendung der vorliegenden Erfindung dargestellt Bei Wohn- und Industrie- bauten werden seit langeill kompliziert geformte Leichtmetallprefile für Tür- und Fensterrahmen niit Gehrung aneinandergestossen und verschraubt. Dabei werden erhebliche Anforderungen an die spätere Masshaltigkeit des fertigen Rahmens gestellt, weil diese später mit bereits zugeschnittenen Glasscheiben ausgefüllt werden sollen. Im Kraftfahrzeugbau haben Leichtmetall fensterrahmen erhebliche Vorteile in Bezug auf Gewichtsersparnis und Korrosionsbeständigkeit. Sie konnten aber bisher n#icht aus den preisgünstigen Strang-Press-Profilen hergestellt werden. Im fünften Anspruch wird ein an sich bekanntes, aber für die vorliegende Erfindung besonders zweckmässiges Schweissverfahren vorgeschlagen. Um die Wärmeeinbringung in die dünnwandigen Profile zu verringern, sollte dieses Schweissverfahren in ebenfalls an sich bekannter Weise pulsierend durchgeführt werden. Im sechsten Anspruch wird ein an sich bekanntes, aber für die vorliegende Erfindung besonders zweckmässiges Lötverfahren vorgeschlagen. Dabei entsteht eine Verbindung, die innerhalb der Fertigungstoleranzen keinen Überstand des Bleches in der Schnittebene aufweist. Zur leichteren Fixierung der Profile und des Zwischenstückes ist eine besondere räumliche Form des Zwischenstückes gemäss Anspruch 7 vorgeschlagen. Dazu weist das Zwischenstück aus der Verbindungsebene herausstehende Vorsprünge auf, die in das Innere der beiden Hohlprofile ragen und die Innenseite der Hohlprofile berühren. Diese Ausgestaltung bewirkt einerseits, dass das Zwischenstück nach Aneinandersetzen der Hohlprofile nicht mehr herausrutschen kann, und andererseits ge währleistet es schon eine Fixierung der Hohlprofile in ihrer Lage zueinander, bevor die Verbindung hergestellt ist. Der Anspruch 8 sieht in Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens vor, als Zwischenstück ein Blech zu verwenden, welches so umgebördelt ist, dass Vorsprünge formschlüssig in das Innere beider Hohlprofile ragen. Dabei entspricht das Blech in seiner äusseren Form dem äusseren Querschnitt des Profils, während es im Inneren eine Öffnung aufweist, deren Ränder abschnittsweise in die eine oder andere Richtung umgebördelt sind. Ein solches Zwischenstück ist leicht und in einem Arbeitsvorgan#g herstellbar und bietet doch alle gewünschten Vorteile. Bei geeigneter Umbördelung lassen sich beide Hohlprofile mit Hilfe dieses Zwischenstückes fixieren, ohne dass es aufwendiger Haltevorrichtungen in der Nähe der Verbindungsebene bedarf. Im Anspruch 9 wird in alternativer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, ein geprägtes Zwischenstück zu verwenden. Dabei sollen in das Zwischenstück Vorsprünge sowohl in der einen wie auch in der anderen Richtung eingeprägt sein und zwar so, dass durch diese Vorsprünge ebenfalls eine Fixierung der Hohlprofile gewährleistet wird. Dieses geprägte Zwischenstück bietet sich insbesondere dann an, wenn kein Loch in der Mitte des Zwischenstückes vorgesehen werden soll. Die Anordnung der eingeprägten Vorsprünge nach jeder Seite ist so zu wählen, dass beide Hohlprofile in ihrer Lage fixiert werden können. Wenn die Vorsprünge nicht zu gross sind, kann auch eine fügetechnische Verbindung unter einem beliebigen Winkel zwischen den Hohlprofilen hergestellt werden, ohne dass es zu Schwierigkeiten in der Passgenauigkeit kommt. Im zehnten Anspruch wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen fügetechnischen Verbindung beschrieben. Dazu werden zwei in einer Ebene aneinanderstossende Hohlprofile unter Zuhilfenahme eines Zwischenstückes gemäss den Ansprüchen 1 - 3 fügetechnisch verbunden. Die form schlüssigen in das Innere der beiden Hohlprofile ragenden Vorsprünge des Zwischenstückes erleichtern die exakte Positionierung der beiden Hohlprofile vor und während des Verbindens. Insbesondere ist eine Verschiebung durch thermische Effekte trotz einer möglicherweise weiter entfernt liegenden Halterung nicht mehr zu befürchten. Im elften Anspruch wird ein besonderes Verfahren zur Herstellung solcher fügetechnischer Verbindungen beschrieben. Es wird vorgeschlagen, die Verbindung durch ein Schweissverfahren mit magnetisch bewegtem Lichtbogen herzustellen. Dieses an sich bekannte Schweissverfahren erfordert in der Nähe der Verbindungsstelle einen grossen apparativen Aufwand, welcher sich umso leichter verwirklichen lässt, je weniger zusätzliche Halterungen für die Hohlprofile in der Nähe der Verbindungsstelle nötig sind Daher stellt dieses Schweissverfahren in Verbindung mit den wie oben beschrieben geformten Zwischenstücken eine besonders vorteilhalfte Möglichkeit zur Herstellung einer fügetechnischen Verbindung dar. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt: Fig. 1 zeigt schematisch eine fügetechnische Verbindung mit einem geprägten Zwischenstück, Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entsprechend der Linie II-II durch die in der Fig. 1 dargestellten Profile, Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Zwischenstücks aus Fig. 1 aus der Richtung III, Fig. 4 zeigt die Ansicht des Zwischenstücks aus der Richtung IV. Fig. 5 zeigt schematisch ein geprägtes Zwischenstück, wobei hier zur Veranschaulichung des Erfindungs gedankens auf die speziellen Querschnitte der Hohl profile keine Rücksicht genoms,en wurde, Fig. 6 zeigt ebenfalls schematisiert ein Zwischenstück mit umgebördelten Innenrändern und Fig. 7 veranschaulicht, wie die Umbördelung auszuführen ist, wenn Hohlprofile unter einem Winkel von beispielsweise 900 aneinandergefügt werden sollen. In Fig. 1 sind die Profile 1 und 2 jeweils unter 450 zu ihrer Längsachse abgeschnitten und an ein Zwischenblech 3 gepresst, dessen Umriss auf dem gesamten Umfang um etwa 1,5 mm grösser ist als der Umriss der Profile in der Gehrungsebene. Bei einem Profilquerschnitt von 40 mm und einer Profilwandstärke von 1,5 - 5 mmm reichen die erwähnten 1,5 mm aus, um alle Toleranzen auszugleichen und werden bei den üblichen Wolfram- Inertaas-wechsel- strom-Schweissverfahren nahezu bis auf den Profilquerschnitt abgeschmolzen, so dass nach dem Schweissen keine oder nur eine geringe Nachbearbeitung der Schweissnaht erforderlich ist. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellten Profile und zwar rechtwinklig zur Längsachse des Profils. Das dargestellte Profil ist nur ein schematisches Beispiel; für die in Wirklichkeit oft recht komplizierten Profile können aber fügetechnische Verbindungen mit entsprechend geformten Zwischenstücken ganz analog hergestellt werden. Fig. 3 und 4 zeigen ein schematisches Ausführungsbeispiel des Zwischenstückes für die in Fig. 1 dargestellte fügetechnische Verbindung, wobei Fig. 3 die Ansicht von der einen Seite und Fig. 4 die Ansicht von der anderen Seite darstellt. Zur Erläuterung ist ein geprägtes Zwischenstück in perspektivischer Darstellung in der Fig. 5 dargestellt. Zur besseren Veranschaulichung des Prinzips der Prä gunyen nach beldell Seite des Zwiscilenstückes wurde auf die spezielleii Formen der Hohiprofile keine Rücksicht yenommen, sondern ein Zwischenstück für Hohlprofile mit quadratischem Quersc}initt gezeichnet. Ein Blech 10 wird durch Prägen mit Vorsprüngen versehen. Dabei sind die Prägungen 11 nach der einen Seite des Bleches erhaben, während die Prägungen 12 nach der anderen Seite erhaben sind. Die Form und der Ort der Prägungen sind so gewählt, dass jedes der beiden zu verbindenden Hohlprofile sich nach Andrücken an das Zwischenstück nicht mehr verschieben lässt. In Fig. 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für ein Zwischenstück 20 dargestellt. Dieses Zwischenstück ist für den Fall besonders geeignet, dass an der Verbindungsstelle der Hohlraum der Hohlprofile nicht unterbrochen werden soll. Das Zwischenstück ist ein Blech, welches in der Mitte eine Öffnung aufweist. Die Ränder der Öffnung sind abschnittweise und abwechselnd in die eine oder andere Richtung umgebördelt. Dabei entstehen also Vorsprünge 21, welche in den Innenraum des einen Hohlprofils ragen und Vorsprünge 22, welche in den Innenraum des anderen Hohlprofils stehen. Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, lassen sich auch diese umgebördelten Ränder so gestalten, dass eine gute Fixierung von Zwischenblech und Hohlprofilen gewährleistet wird. Ein solches Zwischenstück ist ohne grossen Aufwand herstellbar. Fig. 7 zeigt ebenfalls nur schematisch für quadratische Querschnitte von Hohlprofilen ein Zwischenstück 30, welches die Art der Umbördelung veranschaulicht'die zu wählen ist, wenn Hohlprofile unter einem winkel von beispielsweise 900 verbunden werden sollen. Es sind wiederum Umbörderlungen 31 und 33 nach der einen Seite des Zwischenstückes vorhanden und Umbörderlungen-32 und 34 nach der anderen Seite. Die Anordnung der Umbördelungen ist aber nun so gewählt, dass die Hohlprofile unter einem Winkel von 900 verbunden werden können. Dazu müssen die Vorsprünge 31 und 32 jeweils einen Winkel von 450 zur Verbindungsebene bilden. Die Vorsprünge 33 und 34 bilden weiterhin einen Winkel von 900 zur Verbindungsebene, jedoch ist darauf zu achten, dass sie mit ihren Ecken nicht an die Innenseiten der Hohlprofile stossen, bevor diese in der richtigen Lage zueinander sind. Aus diesem Grunde wurde eine gegenüber Fig. 6 etwas andere Anordnung der Umbördelungen gewählt, die der Aufgabenstellung gerecht wird. Die Ausführungsbeispiele sind natürlich für verschiedene Hohlprofilquerschnitte zu modifizieren, wobei aber die wesentlichen Faktoren, die dabei zu berücksichtigen sind, in den schematischen Zeichnungen veranschaulicht wurden. Zumindest die Ausführungsform eines geprägten Zwischenstückes eignet sich auch für Hohlprofile mit nicht geradlinig begrenztem Querschnitt und bei Verbindung unter beliebigem Winkel. Die Prägungen lassen sich immer so formen und durchführen, dass Zwischenstück und Hohlprofile in der Verbindungsebene fixiert bleiben.

Claims: Fügetechnische Verbindung von Profilen und Verfahren zu ihrer Herstellung Ansprüche 1. Fügetechnische Verbindung von in einer Ebene aneinanderstossenden Profilen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Zwischen zwei aneinanderstossenden Profilen (1, 2) ist in der Schnittebene ein flaches Zwischenstück (3) an geordnet, b) dieses Zwischenstück (3) ist mit den beiden Profilen (1, 2) fügetechnisch verbunden. 2. Fügetechnische Verbindung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Die zu verbindenden Profile (1, 2) bestehen aus einem Leichtmetall, insbesondere einem Strang-Press Material, b) das Zwischenstück (3) besteht aus einem gut schweiss baren Leichtmetall. 3. Verbindung nach Anspruch 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Die Profile (1, 2) bestehen aus AlMgSi 0,7 oder einem ähnlichen Werkstoff, b) das Zwischenstück (3) besteht aus AlSi 12 oder einem ähnlichen Werkstoff. 4. Verbindung von Hohlprofilen nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Die Verbindung wird angewandt für Tür- oder Fenster Rahmen aus Leichtmetall. 5. Verbindung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4 mit folgenden M e r k m a 1 e n a) Die Verbindung ist geschweisst nach dem Wolfram-Inertgas Verfahren ohne zusätzliches Schweissmaterial. 6. Verbindung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4 mit folgenden M e r k m a 1 e n: a) Die Verbindung ist gelötet mit einem beidseitig lot plattierten Blech als Zwischenstück (3). b) Das Blech entspricht in seiner Form dem äusseren Querschnitt des Profils in der Schnittebene. 7. Verbindung nach Anspruch 1, insbesondere für Hohlprofile, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Das Zwischenstück (10) weist aus der Verbindungsebene herausstehende Vorsprünge (11, 12) auf. b) Die Vorsprünge ragen in das Innere der Hohlprofile. c) Die Vorsprünge berühren die Innenseiten der Hohl profile. 8. Verbindung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Das Zwischenstück ist ein Blech, welches so umgebördelt ist, dass Vorsprünge (21, 22) formschlüssig in das Innere beider verbundenen Hohlprofile ragen. 9. Verbindung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Das Zwischenstück ist durch Prägen mit Vorsprüngen (11, 12) nach beiden Seiten ausgestattet. 10. Verfahren zur Herstellung einer fügetechnischen Ver- bindung gemäss einem oder n#ehreren der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Zwei in einer Ebene aneinanderstossende Hohlprofile werden unter Zuhilfenahme eines Zwischenstückes füge technisch verbunden. b) Durch formschlüssige in das Innere der beiden Hohl profile ragende Vorsprünge (11, 12) des Zwischen stückes werden Hohlprofile und Zwischenstück in die für die Verbindung nötige exakte Konstellation zuein ander gebracht und während des Verbindens in dieser gehalten. 11. Verfahren nach Anspruch 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Es wird zur Verbindung der Hohlprofile ein Schweissver fahren mit magnetisch bewegtem Lichtbogen verwendet.

Inventors: CYRON, THEO, LOHE, JOHANNES, SCHELLONG, BERND
Applicants: INTERATOM INTERNATIONALE ATOMREAKTORBAU GMBH
Application year: 1981
Main classification: E06B3
IPC codes: E06B3