专利名称：用于制造带有嵌入的加热元件的金属板的方法以及据此制造的金属板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造带有嵌入的加热元件的金属板的方法，包括以下步骤a)在至少两个板体之间设置至少一个加热元件，所述板体未设有用于容纳所述一个或每个加热元件的凹槽，b)通过板体的压合和材料排挤将所述一个或每个加热元件直接接触地嵌入到至少两个板体中，以及c)至少部分地材料锁合地相互连接所述板体。此外，本发明涉及一种通过该方法或相似的方法制造的金属板，该金属板包括至少两个未设有凹槽的板体，至少一个加热元件仅仅通过材料排挤已嵌入到这些板体中。
背景技术：
这样的方法和这样的金属板由文献DE20108963U1已知。在该已知的方法中，这两个板体被加热、在铝时例如加热到400° C，并且这样牢固地被压合，使得加热元件嵌入到这些板体中。这两个板体的邻近的界面接着处在面式接触中并且通过多个铆钉这样相互连接，使得这些板体保持相互接触。也规定，这两个板体通过耐高温的塑料相互连接。此外，也存在如下的可能性，即，将在扁平的状态中被挤压的金属板弯曲成圆筒形的、几乎闭合的环或管状的体。在此，至少这两个板体的转向彼此的端部边缘通过焊缝、亦即局部地材料锁合地和/或通过铆钉牢固地相互连接，以便金属板的端部在该部位上不裂开。有问题的是，在这样制造的金属板中虽然照顾了从加热元件到板体的最佳的热传递，但在这两个板体的相互接触的界面上不可避免地存在气隙，该气隙在完成的金属板中损害从板体到板体的或者通常在金属板厚度的方向上的热传导。在此，不管在相互对置的界面之间是否存在气隙或这两个板体在其界面上是否通过耐高温的塑料相互连接，都损害在给出的方向上的热传导。由文献DE2461249A1已知一种用于在使用挤压力的情况下利用由可塑性变形的材料制成的金属件固定各连接部分的方法。所述连接部分由比金属件更硬的材料制成。在使用超过金属件屈服极限的挤压力时，连接部分侵入到金属件中如此远，以至于其最大的横截面与金属件的表面间隔开距离，并且此后通过挤压力间接或直接地进一步作用于侵入部位的最接近的周围环境上、在金属件材料进一步屈服的情况下，侵入部位在已被侵入的连接部分后面封闭或者如此程度地缩小，使得连接部分力锁合地锚定在金属件中。在各金属件之间置入一个或多个金属丝螺旋，这些金属丝螺旋由比被互相挤压的金属件(例如金属板)更硬的材料制成。金属丝螺旋的圆顶(Kuppen)交替地侵入到其中一个或者另一个金属件的材料中，其中，这样高地选择挤压力，以至于金属件的材料流到在金属丝螺旋的圆顶后面的空间中。金属丝螺旋绕金属丝或带设置。这些措施有助于如下目的，即，将管状加热体与板牢固并且良好导热地连接，但这些措施不适合阻止在这两个金属件之间的不可避免的气隙以及对在这两个金属件之间的导热能力的随之出现的损害。
文献EP0031866B1涉及一种用于制造加热装置或者热交换元件的方法，金属线绕该热交换元件螺旋状地卷绕，从而在加压时螺旋圆顶侵入到支承金属板的材料中。在使用按照上面提到的文献DE2461249A1的方法时产生的并损害导热能力的气隙在使用按照文献EP0031866B1的方法时也产生。由文献DE102007054071B4已知一种用于制造包括至少两个由铝或铝合金制成的层的、条状或板状的复合金属物体的方法，在该方法中，作为所述层之一使用一个在其面朝邻近的层的侧面上设有条状凹槽的层。在这些凹槽中能够置入管状体。通过互相挤压，管状体便从一个或多个金属层嵌入到金属中。在互相挤压之前或之后可以将另外的体、例如加热金属丝插入到管状体中。在这种情况下，便在加热金属丝和管状体之间存在气隙。虽然除了在层和加热元件之间的接触部位之外，由铝或铝合金制成的层通过相互扩散连接而整面地材料锁合地相互连接，但是条状或板状的复合金属物体的制造需要首先在所述层之中的至少一个层中制造条状的、容纳管状体的凹槽。
发明内容
本发明的任务在于，这样改进一种开头所述类型的方法和金属板，使得金属板具有整体上更好的导热能力和更宽的应用范围。由开头所述类型的方法出发，按照本发明由此解决该任务，S卩，至少两个在其相互对置的侧面上分别具有至少一个由铝或铝合金制成的层的板体在至少与铝或铝合金的再结晶温度相等的温度时被热预处理和接着通过辊轧被互相挤压，以便使所述一个或每个加热元件嵌入到板体中以及层的厚度减少，在该厚度减少时各层在其相互接触的侧面的区域中达到相互扩散连接并且板体由此被整面地材料锁合地相互连接成要制造的金属板。由开头所述类型的金属板出发，按照本发明由此解决该任务，S卩，板体在其相互对置的侧面上分别具有至少一个由铝或铝合金制成的层，除了在板体和加热元件之间的接触部位之外，这些板体通过相互扩散连接而整面地材料锁合地相互连接。在按照本发明的金属板中的材料锁合的连接使板体在其相互对置的侧面上整面地连接，从而完成的金属板根本不具有可能损害导热能力的气隙。在应用按照本发明的方法时，这能通过层的厚度减少实现，这些层在再结晶温度时达到所希望的相互扩散连接，所述两个板体通过该扩散连接转变成一个一件式的带有嵌入的加热元件的金属板。在按照本发明的方法中，通过辊轧进行所述两个板体的互相挤压，这些板体不具有用于所述一个或每个加热兀件的凹槽。在其之间嵌入所述一个或每个加热兀件的各板体运动穿过辊间隙，在该辊间隙中压力沿辊轧轴线作用于每个板体，这导致，在所述一个或每个加热元件嵌入到板体中时只有小的力作用于所述一个或每个加热元件。各辊总的来说在其上发生作用的表面最高相当于约每个限定辊间隙的辊的圆周的十二分之一。板体在其上被施加以压力的表面因此明显小于在按照开头所述文献DE20108963U1的已知方法中的情况，在该文献中板体在其整个表面上被施加以挤压力。通过按照本发明的方法产生的、至少两个由铝或铝合金制成的层的厚度减少基于一种已知的金属包覆方法，该厚度减少导致这些层的相互扩散连接。由基础的出自1955年John B.Ulam的美国专利2718690A (该专利就其而言在指引方向的出自1921或1949年的美国专利1392416A和2468206A的基础上建立)已知一种方法，通过该方法可制造被包覆的金属。在该已知的方法中，在各个金属层之间没有使用任何类型的接合剂，而使金属的分子结构相互结合。各个金属层通过机械加工被清洁，以便使金属层在表面上摆脱每种氧化物、污物或类似物。为了使金属的分子晶格结构暴露，这是必需的。然后金属层被加热到适合的温度上，以便金属的邻近的表面通过压力加载能扩散到彼此中。为了将加热元件嵌入到未设有凹槽的金属板中并且在完成的金属板中阻止每个气隙的存在，本发明有利地利用已知的方法。本发明的有利的实施方案形成从属权利要求的技术方案。在按照本发明的方法的一种实施方案中，由铝或铝合金制成的层的厚度减少量相对于所述层在互相挤压之前存在的总厚度最高为25%。该厚度减少量和为此需要的辊轧力足够大，从而能可靠地达到各层的相互扩散连接。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，将由铝或铝合金制成的层作为芯层设置在两个由其他金属如钢、不锈钢、铜或钛制成的覆盖层之间。通过使用相应的覆盖层能够使本方法最佳地匹配于金属板的使用目的，例如在耐腐蚀的应用、耐热的应用、耐食品的应用、耐盐水的应用或者类似应用方面。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，将金属板置于到一种状态中，在该状态中能通过机械变形进一步加工该金属板。由此利用金属板能够制造例如不同地成形的加热板，而不损害所述一个或每个加热元件的高效能性。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，将至少一列分开的加热元件嵌入到板体中。由此能够以连续的辊轧方法制造带有多个相继设置的分开的加热元件或者带有一个在金属板的长度上连贯的加热元件的长金属板。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，附加地对于每个加热元件将至少一个温度传感器一同嵌入到板体中。这稍后便利于按照本发明的金属板的温度控制，当该金属板例如用作加热板时。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，管状加热体用作所述一个或每个加热元件，在该加热体中，将至少一个热导体嵌入到一个由一管状的金属外套包围的矿物质芯中，从而在加热元件和加热体管之间不存在气隙。在这种实施方案中，长期地保证热导体的电绝缘和对管的良好的热传递并且排除在金属板内部的短路。此外，也避免在多个嵌入到管状的金属外套中的热导体之间的短路，亦即，也长期地保证其相互的热绝缘。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，在辊轧时或在辊轧之后，将槽加工到所述板体之一中，以便将至少一个加热元件与存在的邻近的加热元件热分离。这样能够按照简单的方式以连续的辊轧方法将多个加热元件嵌入到一个金属板中。如果完成的金属板然后被割开成多个单个的加热元件组，则在每个加热元件组的内部相互热分离加热元件。这样的加热元件组可以代替例如电磁炉盘(Ceranfeld)，该电磁炉盘至今在各个炉盘中感应地或利用辐射加热体被加热。在这种情况下，金属板符合目的地至少在上侧上将具有由不锈钢制成的覆盖层并且槽将延伸到该覆盖层的下侧的附近或者延伸直至该覆盖层的下侧上。这里使用一种构造，如这种构造在一种冷却和加热板中由文献EP1553863B8已知。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，所述一个或每个加热元件螺旋状或波状缠绕地设置在板体之间。这样也能够容易地制造并且容易地电连接各单个的加热板。这里优选使用如下的加热元件，在这些加热元件中嵌入至少两个热导体。这样，加热元件的波状或螺旋可以在金属板的内部简单地结束。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，所述一个或每个加热元件关于金属板的厚度偏心地嵌入。这有如下优点，即，所述一个或每个加热元件更接近于需要热量的表面地嵌入。由此直接在需要热量的表面下方产生热量。在一个加热板中这可以是两个表面，这两个表面应放射热量。加热元件在金属板中设置在至少两个偏心的层中适合于此。由此能够使发热量增加成多倍。在烧烤时，这将是应放射热量用于烧烤的表面。但在该表面下方也可以在金属板中偏心地设置两层或多于两层加热元件，以便使烧烤发热量上升。这在按照本发明的连续辊轧方法中以简单的方式由此达到，即，加热元件关于金属板的厚度不居中地被辊扎入。在按照本发明的方法的另一种实施方案中，施加到带有比铝更好的导热能力的其他金属上的、由铝或铝合金制成的包覆层用作所述一个或每个由铝或铝合金制成的层。所述其他金属例如是铜。在这种实施方案中，由铝或铝合金制成的层借助扩散连接的良好的可连接性和同时其他金属的更好的导热能力被充分利用，以便在金属板用作加热板时改善该金属板的效率。在按照本发明的金属板的一种实施方案中，由铝或铝合金制成的层作为芯层设置在两个由其他金属如钢、不锈钢、铜或钛制成的覆盖层之间。通过使用相应的覆盖层，金属板能够最佳地匹配于使用目的，例如，如以上已经提到地，在耐腐蚀的应用、耐热的应用、耐食品的应用、耐盐水的应用或者类似应用方面。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，金属板通过热后处理被置于一种状态中，在该状态中能通过机械变形进一步加工该金属板。由此如以上同样已经提到地利用金属板能够制造例如不同地成形的加热板，而不损害所述一个或每个加热元件的高效能性。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，所述金属板制造成辊轧产品。这样的辊轧产品能够以连续的辊轧方法制造。金属板可以按照需要包括任意数量的相继设置的加热元件或者一个连贯的长的加热元件。这样能够制造相同的加热元件，其中，仅须将制造成辊轧产品的金属板接着相应地割开。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，加热元件是至少一个设有电绝缘层的金属丝。当在金属丝上存在电绝缘层，该电绝缘层能在制造按照本发明的金属板时经受住热载荷和压力载荷时，加热元件的该构成能最简单地实现。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，加热元件由管状加热体构成，在该管状加热体中，至少一个热导体嵌入到一个由一管状的金属外套包围的矿物质芯中。相应加热元件的如今已知的最简单的形式是一种这样的由包括矿物质芯的管状的金属外套构成的管状加热体，在该矿物质芯中嵌入有至少一个热导体。同样，两个或仍更多个热导体可以相互间隔开距离地嵌入该矿物质芯中。这样设计管状加热体的总构造，使得该管状加热体可以如金属丝那样卷绕成卷并且运输。这样的管状加热体的常见直径处于3毫米的数量级中，其中，但也还可设想更小和也更大的尺寸。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，至少一列分开的加热元件嵌入到板体中。这样例如能够制造条状的金属板，该金属板可以简单地被割开成多个单个的加热板或者割开成多组单个的加热板，如以上已经提到地。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，对于每个加热元件，至少一个温度传感器一同嵌入到金属板中。如以上同样已经提到地，当金属板用作加热板时，这便利于温度控制。在按照本发明的加热板的另一种实施方案中，至少一个加热元件与存在的邻近的加热元件通过加工到金属板中的槽而热分离。按照这种方式，如以上同样已经提到地，带有多个发热面的电磁炉盘可以由按照本发明的金属板代替，在该金属板中限定不同的加热面，这些加热面分别包括至少一个加热元件并且通过槽与邻近加热面的加热元件热分离。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，所述一个或每个加热元件螺旋状或波状缠绕地嵌入到金属板中。在这种实施方案中，可以按照金属板的使用目的选择加热元件的形状。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，所述一个或每个加热兀件关于金属板的厚度偏心地嵌入。这能实现，金属板的需要热量的那个表面比相反的那个表面更强烈被加热。在按照本发明的金属板的另一种实施方案中，所述一个或每个由铝或铝合金制成的层是施加到带有比铝更好的导热能力的其他金属上的包覆层。由此，铝的良好的可扩散连接性能够与其他金属如例如铜的更好的导热能力组合，如以上已经阐述地。
以下参照附图更详细地阐述本发明的实施例。图中图1以一个剖视图示出两个板体如何在厚度减少的情况下被辊轧成一个按照本发明的带有嵌入的加热元件的金属板，图1A以一个与图1中相同的视图示出两个板体的辊轧，这两个板体在其内部的和外部的表面上分别设有一个包覆层，图2以一个与图1中相同的视图示出两个板体的辊轧，但这两个板体在其外部的表面上分别设有一个金属的覆盖层，图3以一个与图1中相同的视图示出一个辊轧过程，在该辊轧过程中不同厚度的两个板体被辊轧成一个金属板，图3A以一个与图1中相同的视图示出一个辊轧过程，在该辊轧过程中三个板体被棍轧成一个金属板，图4示出一个带有一个被辊轧入的加热元件的金属板的一部分，其中，一个温度传感器一同嵌入到金属板中，图5以横剖视图示出一个加热元件，该加热元件由一个管状加热体构成，在该管状加热体中，一个热导体嵌入到一个由一个管状的金属外套包围的矿物质芯中，图6示出一个按照本发明的金属板，一个螺旋状缠绕的加热元件嵌入到该金属板中，图7以横剖视图示出一个加热元件，该加热元件由一个管状加热体构成，在该管状加热体中，两个热导体嵌入到一个由一个管状的金属外套包围的矿物质芯中，以及图8示出一个按照本发明的金属板的一部分，四个加热元件嵌入到该部分中并且分别与一个邻近的加热元件通过一个加工到金属板中的槽热分离，其中，该槽附加地作为一个细节以更大的比例示出。
具体实施例方式本发明涉及一种带有至少一个嵌入的加热元件的金属板的制造，该金属板具有整体上更好的导热能力和更宽的应用范围。这里不详细描述在制造金属板时要实施的步骤，这些步骤与开头描述的按照开头提及的美国专利文献的已知方法的步骤一致，如金属表面的清洁、板体的热预处理和板体的为达到相互扩散连接的辊轧以及必要时热后处理。但要记录，当通过按照本发明的方法将由铝制成的板体相互连接时，每个铝层的表面在互相挤压之前被加热到超过铝的再结晶温度、但在铝的熔点之下的温度。最后使金属板退火，此后金属板然后可以被进一步加工和同时进一步被变形。对此附加地参阅美国专利3261724、3210840和3350772，这些专利研究用于利用不锈钢包覆铝的辊轧方法。图1以一个剖视图示出两个板体10、12如何在厚度减少的情况下辊轧成一个按照本发明的带有嵌入的加热元件20和附加地带有一个嵌入的温度传感器50的金属板100。辊轧发生在一个在其他方面未进一步示出的轧机的两个辊32、34之间的辊间隙30中。在按照图1的实施例中，板体10、12由铝或铝合金制成。足够的是，板体10、12至少在其相互对置的侧面上具有由铝或铝合金制成的层，这些侧面在图1中从辊间隙30的右边可看出。板体10、12的其余部分可以由其他金属制成，如在按照本发明的金属板的其他实施形式中的情况，下面进一步描述这些实施形式。图1A以一个与图1中相同的视图示出两个板体10’、12’的辊轧，这两个板体在其内部的表面和外部的表面上分别设有一个包覆层13、14或者15、16。在本发明的该实施例中，所述两个板体10、12由板体10’或12’代替,后两个板体在其相互对置的侧面上具有由铝或铝合金制成的层13或14，该层分别作为一个由铝或铝合金制成的包覆层施加到带有比铝更好的导热能力的其他金属上。所述其他金属可以例如是铜。在图1A中可以看出，板体10’和12’在外部分别设有一个覆盖层15或16。覆盖层15、16虽然可以如所述两个内部的包覆层13和14那样是由铝或铝合金制成的包覆层，但取而代之也可以是两个由其他金属如钢、不锈钢或钛制成的覆盖层。如果板体10’、12’的邻近包覆层13和14的芯层不由铜制成，则所述两个覆盖层15和16可以分别由铜制成。图2以一个与图1中相同的视图示出两个板体10、12的辊轧，但这两个板体在其外部的表面上分别设有一个金属的覆盖层15或者16。在本发明的该实施例中，所述两个板体10、12在其面朝彼此的内部的侧面上不具有包覆层，而仅在外部设有覆盖层15、16。在该实施例中，由铝或铝合金制成的、形成板体10、12的层作为芯层设置在由其他金属如钢、不锈钢、铜或钛制成的所述两个覆盖层15、16之间。图3以一个与图1中相同的视图示出一个辊轧过程，在该辊轧过程中不同厚度的两个板体10"、12〃被辊轧成一个金属板130。图3A以一个与图1中相同的视图示出一个辊轧过程，在该棍轧过程中三个板体10、11、12被棍轧成一个金属板130A。下面进一步描述本方法，通过该方法将板体10、12辊轧成一个金属板100 (图1)或100A (图1A)或110 (图6)或120 (图2)或130 (图3)或130A (图3A)。因此，这里说明书不限制于板体在其在图1至3A中的示图中在辊间隙30的右边所处的状态中的构成。
在板体10、12或10’、12’或10〃、12〃或10、11和12之间，至少一个加热元件20(图1、1A、2、3和3A)分别设置在一个平面内或者至少两个加热元件20、22上下相叠地设置在两个平面内(图3A)。在完成的金属板100、100A、110、120、130、130A中，该金属板在图1至3中的示图
中在辊间隙30的左边延伸，所述板体在其相互对置的侧面上分别具有至少一个由铝或铝合金制成的层15，除了在板体和加热元件20、22、24之间的接触部位之外，各所述层通过相互扩散连接而整面地材料锁合地相互连接，如在按照图1、2、3和3A的实施例中的情况，但在这些实施例中不能看出层15，因为金属板的整个材料由铝或铝合金构成。而在图1A中可看出层15，因为该层通过由铝或铝合金制成的所述两个包覆层13、14得出，其他金属如例如铜邻近于这些包覆层。更详细地描述扩散连接的制造连同本方法。按照上述说明已制造成辊轧产品的金属板100、100A、110、120、130和130A通过热后处理被置于一种状态中，在该状态中能通过
机械变形进一步加工这些金属板。加热元件20、22分别是至少一个设有电绝缘层的金属丝(未示出)或者每个加热元件由一个管状加热体40构成，在该管状加热体中，至少一个热导体42嵌入到一个由一个管状的金属外套44包围的矿物质芯46中，如在图5中所示。代替一个热导体42，也可以在管状加热体40中嵌入两个热导体42和43到矿物质芯46中，如在图6和7所示。图6示出一个金属板110，一个螺旋状缠绕的加热元件24嵌入到该金属板中。在按照图2的实施例中，管状加热体40可以具有3. 2毫米的外径并且完成的金属板120可以具有10毫米的厚度。在此，所述两个覆盖层15、16分别具有I毫米的厚度。每个板体10、12包括其覆盖层15或16在内在辊轧过程之前可以具有例如7毫米的厚度。如果辊32、34具有分别为300毫米的直径，则每个辊约在其圆周的十二分之一上接触板体10、12。现在参照图1更详细地描述按照本发明的、用于制造带有至少一个嵌入的加热元件的金属板的方法。在一个第一步骤中，将至少一个加热元件20 (或24)设置在至少两个板体10、12之间，这些板体未(如在按照文献DE102007054071B4的现有技术中那样)设有用于容纳所述一个或每个加热元件20的凹槽。在一个第二步骤中，通过板体的压合和材料排挤将所述一个或每个加热元件20 (或24)直接接触地嵌入到至少两个板体中、即在图1中到板体10、12中。在一个第三步骤中，将所述两个板体10、12材料锁合地相互连接。所述至少两个板体10、12在其相互对置的侧面上分别具有至少一个由铝或铝合金制成的层(在按照图1的实施例中，这些板体分别只由铝或铝合金制成)，所述至少两个板体在一个至少与铝或铝合金的再结晶温度相等的温度时被热预处理并且接着通过辊轧被互相挤压，以便使所述一个或每个加热元件20 (或24)嵌入到板体10、12中以及各层的厚度减少，在该厚度减少时各层在其相互接触的侧面的区域中到达相互扩散连接，并且板体10、12由此整面地材料锁合地相互连接成要制造的金属板100 (或110，图6)。厚度减少通过相应地调整辊间隙30而实现。由铝或铝合金制成的层的厚度减少量相对于在互相挤压之前存在的总厚度(在图1中辊32、34的右边)最高应为25%。在此，至少一列分开的加热元件20 (或24)可以嵌入到板体中、亦即在一个单个的平面内，如在按照图1、1A、2和3的实施例中的情况。附加地对于每个加热元件可以将至少一个温度传感器50同时嵌入到板体如例如10、12或10’、12'中，如在图4中所示。每个加热元件，如例如加热元件20如在图4中波状缠绕地或者如加热元件24如在图6中螺旋状缠绕地，设置在各板体、如例如图1中的板体10、12之间。当板体10、12运动穿过辊间隙30时，加热元件20 (或24)在板体10、12的材料排挤情况下被嵌入到板体10、12中，结果如例如在图1中辊间隙30的左边可看出。波状缠绕的加热元件20和螺旋状缠绕的加热元件24也可以一起嵌入到一个金属板中(未示出)。图8示出一个金属板100的一部分，四个加热元件20嵌入到该部分中并且分别与一个邻近的加热元件20通过一个加工到金属板的槽55热分离。槽55附加地作为一个细节以更大的比例在图8中示出。加热元件20以两列在一个平面内嵌入到板体10、12中，如图8中可看出。在辊轧之后，将槽55加工到板体12中。通过应用按照本发明的方法，所述一个或每个加热元件20可以关于金属板100的(或者这里描述的每种其他的金属板的)厚度偏心地嵌入。按照图3中的示图，为此目的可以使用两个不同厚度的板体10"、12"，从而加热元件20自动地位于一个关于金属板130的
厚度偏心设置的平面中。加热元件的偏心设置可以 在多于一个平面中进行，例如在两个偏心的平面中如在按照图3A的实施例中。那里使用约相同厚度的三个板体10、11和12。在这些板体的相互对置的侧面之间设置加热元件20或22。在完成的金属板130A中，加热元件20位于一个设置成更接近于金属板130A下表面的、偏心的平面中，而加热元件22位于一个设置成更接近于金属板130A上表面的、偏心的平面中。在按照图3A的实施例中，虽然使用约相同厚度的三个板体10、11和12，但可使用多于三个板体并且基本上可以是不同厚度的板体。完成的金属板100例如由两个板体10、12制造，这两个板体在其相互邻近的侧面上具有平的、未设有凹槽的表面。加热元件20 (和/或24)仅通过材料排挤被嵌入到板体10、12中。板体至少在其相互对置的侧面上分别具有至少一个由铝或铝合金制成的层、如例如按照图1A的包覆层13、14，除了在板体10、12或10’、12’和加热元件20之间的接触部位之外，这些层在完成的金属板100或100A中整面地材料锁合地相互连接。附图标记列表10、10’、10〃 板体11板体12、12，、12〃 板体13包覆层14包覆层15覆盖层16覆盖层20加热元件22加热元件24加热元件30辊间隙32辊
34辊40管状加热体41管状加热体42热导体43热导体44金属外套46芯50温度传感器55槽100金属板100A金属板110金属板120金属板130金属板130A 金属板
权利要求
1.用于制造带有至少一个嵌入的加热元件的金属板的方法，包括以下步骤: a)在至少两个板体(10、12)之间设置至少一个加热元件(20 ;24)，所述板体未设有用于容纳所述一个或每个加热元件(20 ；24)的凹槽， b )通过板体(10、12 )的压合和材料排挤将所述一个或每个加热元件(20 ; 24 )直接接触地嵌入到至少两个板体(10、12)中，以及 c)至少局部地材料锁合地相互连接所述板体(10、12)， 其特征在于，至少两个在其相互对置的侧面上分别具有至少一个由铝或铝合金制成的层的板体(10、12)在至少与铝或铝合金的再结晶温度相等的温度时被热预处理和接着通过辊轧被互相挤压，以便使所述一个或每个加热元件(20 ；24)嵌入到板体(10、12)中以及各层的厚度减少，在该厚度减少时各层在其相互接触的侧面的区域中达到相互扩散连接并且各板体(10、12)由此被整面地材料锁合地相互连接成要制造的金属板(100)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，由铝或铝合金制成的层的厚度减少量相对于这些层在互相挤压之前存在的总厚度最高为25%。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将由铝或铝合金制成的层作为芯层设置在两个由其他金属如钢、不锈钢、铜或钛制成的覆盖层(15、16)之间。
4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，通过热后处理将金属板(100)置于到一种状态中，在该状态中能通过机械变形进一步加工该金属板。
5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将至少一列分开的加热元件(20；24)嵌入到板体(10、12)中。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，附加地对于每个加热元件将至少一个温度传感器(50)同时嵌入到板体中。
7.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将管状加热体(40)用作所述一个或每个加热元件(20 ;24)，在该管状加热体中，将至少一个热导体(42)嵌入到一个由一管状的金属外套(44)包围的矿物质芯(46)中。
8.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在辊轧时或在辊轧之后，将槽(55)加工到所述板体(10、12)之一中，以便将至少一个加热元件(20 ；24)与存在的邻近的加热元件(20 ；24)分离。
9.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述一个或每个加热元件(20；24)螺旋状或波状缠绕地设置在各板体(10、12)之间。
10.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述一个或每个加热元件(20、22 ;24)关于金属板(130、130A)的厚度偏心地嵌入。
11.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，施加到带有比铝更好的导热能力的其他金属上的、由铝或铝合金制成的包覆层(13、14)用作所述一个或每个由铝或铝合金制成的层。
12.根据上述权利要求1至11所述的方法制造的金属板，包括至少两个未设有凹槽的板体(10、11、12)，至少一个加热元件(20、22 ;24)仅通过材料排挤已经嵌入到所述板体中， 其特征在于，所述板体(10、11、12)在其相互对置的侧面上分别具有至少一个由铝或铝合金制成的层，除了在板体(10、11、12)和加热元件(20、22 ;24)之间的接触部位之外，这些层通过相互扩散连接而整面地材料锁合地相互连接。
13.按照权利要求12所述的金属板，其特征在于，由铝或铝合金制成的层作为芯层设置在两个由其他金属如钢、不锈钢、铜或钛制成的覆盖层(15、16)之间。
14.按照权利要求12或13所述的金属板，其特征在于，金属板(100、100A、110、120、130U30A)通过热后处理被置于到一种状态中，在该状态中通过机械变形能进一步加工该金属板。
15.按照权利要求12至14之一所述的金属板,其特征在于,所述金属板(100、100A、110、120、130、130A)制造成辊轧产品。
16.按照权利要求12至15之一所述的金属板，其特征在于，所述一个或每个加热元件(20,22 ；24)是至少一个设有电绝缘层的金属丝。
17.按照权利要求12至16之一所述的金属板，其特征在于，所述一个或每个加热元件(20,22 ;24)由管状加热体(40、41)制成，在该管状加热体中，至少一个热导体(42、43)嵌入到一个由一管状的金属外套(44)包围的矿物质芯(46)中。
18.按照权利要求12至17之一所述的金属板，其特征在于，至少一列分开的加热元件(20,22 ；24)嵌入到板体(10、11、12)中。
19.按照权利要求12至18之一所述的金属板，其特征在于，对于每个加热元件(20、22 ;24)，至少一个温度传感器(50) —同嵌入到金属板(100、100A、110、120、130、130A)中。
20.按照权利要求12至19之一所述的金属板，其特征在于，至少一个加热元件(20、22 ;24)与存在的邻近的加热元件(20、22 ;24)通过加工到金属板(100)中的槽(55)而热分离。
21.按照权利要求 12至20之一所述的金属板，其特征在于，所述一个或每个加热元件(20、22 ;24)螺旋状或波状缠绕地嵌入到金属板(100、100A、110、120、130、130A)中。
22.按照权利要求12至21之一所述的金属板，其特征在于，所述一个或每个加热元件(20,22 ；24)关于金属板(130、130A)的厚度偏心地嵌入。
23.按照权利要求12至22之一所述的金属板，其特征在于，所述一个或每个由铝或铝合金制成的层是施加到带有比铝更好的导热能力的其他金属上的、由铝或铝合金制成的包覆层(13、14)。
全文摘要
描述了一种用于制造带有至少一个嵌入的加热元件(20)的金属板(100A)的方法以及通过该方法制造的金属板(100A)。将加热元件(20)设置在两个板体(10'、12')之间并且通过辊轧将加热元件(20)在材料排挤的情况下嵌入到板体(10'、12')中。所述板体(10'、12')至少在其邻近的侧面上具有由铝或铝合金制成的层(13、14)。在热预处理之后在铝或铝合金的再结晶温度时，将板体(10'、12')互相挤压，以便使厚度减少，在该厚度减少时，所述板体(10'、12')达到相互扩散连接并且整面地材料锁合地相互连接成要制造的金属板(100A)。所述方法产生带有整体上更好的导热能力的和更宽的应用范围的金属板(100A)。
文档编号H05B3/48GK103079745SQ201180039452
公开日2013年5月1日 申请日期2011年8月11日 优先权日2010年8月16日
发明者N·霍夫施泰特, M·施普林 申请人:阿里诺克斯股份公司