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gesehenen Sehrumpfstelle auf eine geeignete Temperatur erwärmt, über den Kernkörper geschoben und der Abkühlung überlassen. Bei der Abkühlung vermindern sich infolge gegenseitigen Zwanges die Abmessungen beider Körper an der Berührungsstelle, und die starre Verbindung ist hergestellt.
In manchen Fällen wird es als Nachteil empfunden, dass zur Herstellung der Schrumpfverbindung ein Teil derselben auf höhere Temperaturen erwärmt werden muss.
Es gibt Fälle, bei denen z. B. ein Ring auf einen gehärteten Bolzen aufgeschrumpft werden muss.
Hiebei lässt sich natürlich bei dem üblichen Verfahren eine gewisse Anlasswirkung im Gefüge an der Haftstelle im Bolzen nicht vermeiden, wodurch eine örtliche Änderung der Härte bzw. Festigkeit herbeigeführt wird.
Weiter lehrt die Erfahrung, dass, wenn derart vereinigte Konstruktionselemente, somit auch die Verbindung selbst, Wechselbeanspruelnmgen ausgesetzt werden, die nächste Umgebung der Schrumpfverbindung oft eine auffällige Neigung zum Dauerbruch besitzt. Es ist klar, dass eine örtlich begrenzte Gefügeänderung, wie sie z. B. in dem oben erwähnten Bolzen auftreten würde, eine weitere Begünstigung zum Eintritt des Dauerbruches darstellt. Dieser Nachteil, der durch die Erwärmung eines der Ver-
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung von einander um- fassenden metallischen Körpern, bei dem dieser Nachteil vermieden ist.
Die Erfindung besteht darin, die Verbindung durch Verformung der zu verbindenden Körper vorzunehmen, die durch Freimachung von inneren Spannungen infolge mechanischer Bearbeitung auftritt. Der Eigenspannungszustand wird in einem der zu verbindenden Teile oder auch in beiden durch bekannte Massnahmen - z. B. beschleunigtes Abkühlen von höheren Temperaturen, Kaltverarbeitung-erzeugt und beim Zusammensetzen der Verbindung gestört, mit dem Erfolg, dass in der gewünschten Verbindung keine Erwärmungen auftreten.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist an Hand von zwei Beispielen erläutert :
Es mag die Aufgabe gestellt sein, eine Verbindung zwischen einem Mantel- und einem Seelenrohr herzustellen, bei dem der Aussendurchmesser der Rohrkonstruktion 300 mm, der Innendurchmesser
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beträgt. Ausserdem besteht die Forderung, dass das Mantelrohr gehärtet ist, während das Seelenrohr aus einem weichen Werkstoff besteht. Mit den bisher üblichen Verfahren wäre es nicht möglich, eine derartige Konstruktion einwandfrei auszuführen, da durch die Wärmebehandlung des Mantelrohres die geforderten Festigkeitseigenschaften infolge der Anlasswirkung beim Erhitzen des Aussenrohres geändert würden.
Erfindungsgemäss wird eine derartige Verbindung beispielsweise folgendermassen hergestellt : Ein Vollzylinder aus Weicheisen von etwa 250 mm Durchmesser wird von 680" in Wasser abgeschreckt, so dass im Kern desselben Zugspannungen, am Rand hingegen nach der Abkühlung Druckspannungen zurückbleiben. Hierauf wird der Aussendurchmesser leicht überdreht und auf 250 mi geschliffen. Das Mantelrohr wird nach dem Härten an der Innenfläche gleichfalls geschliffen, u. zw. derart, dass sich das Rohr mit ganz geringem Kraftbedarf über den zylindrischen Kernkörper schieben lässt.
Die nun noch lose zusammenhängende Verbindung wird auf die Hohlrohrbank gebracht und der Kernkörper bis auf das gewünschte Mass von 210 mm lichter Weite ausgebohrt. Bei dem Ausbohren spielt sich folgender Vorgang ab : Beim Herausnehmen des Kernes aus dem Vollkörper werden die Zugspannungen der Kemzonen zum Teil beseitigt und hiedurch die Druckspannungen, die diesen Kernzugspannungen das Gleichgewicht hielten, frei ; infolgedessen tritt eine Vergrösserung des Durchmessers ein. Mit weiter steigender Bohrung wird ein immer grösser werdender Anteil der Zugspannungen des Kernes beseitigt und durch die fortlaufend stattfindende Aussendurchmesservergrösserung des Kernes dieser an das Mantelrohr angepresst.
Nach Fertigstellung der Bohrung von 210 mm Durchmesser konnte bei einem praktischen
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irgendwie eine Erwärmung beider Teile eingetreten wäre. Durch einen Parallelversuch, bei dem ein Kernkörper ohne Vorhandensein des Mantelrohres ausgebohrt wurde, konnte festgestellt werden, dass die freie Durchmesservergrösserung des Kernkörpers beim Ausbohren etwa 0'2-0'3 mm betrug.
Ein zweites Beispiel für die Anwendbarkeit der Erfindung ist folgendes :
Ein gehärteter Bolzen von 30 mm Durchmesser soll mit einem starr aufsitzenden Ring versehen werden. Eine Keilverbindung zwischen Ring und Bolzen ist, wenn auch nicht unmöglich, so doch mit
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treten müsste.
Gemäss der Erfindung wird ein Ring aus normalem Maschinenbaustahl St 50, der einen Aussen-
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Verbindung wird nun auf die Drehbank gespannt und der Ring aussen auf das gewünschte Mass von 70 mm Durchmesser abgedreht. Bei dem Abdrehen werden die durch das Abschrecken mit Druckspannungen versehenen Aussenzonen entfernt. Infolgedessen werden in der Nähe der Bohrung Zugspannungen frei,
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wird die Verbindung immer starrer. So konnte z. B. durch einen Versuch kurz vor Erreichen des Fertig- masses des Ringes durch Abdrücken auf einer Presse festgestellt werden, dass durch eine vorgeschriebene Belastung von 5000 kg der Ring auf dem Bolzen nicht mehr verschoben werden konnte.
Die beschriebenen
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Verfahren in der Technik brauchbare Verbindungen erzielt werden, ohne die zu verbindenden Körper selbst zu erwärmen.
Bei einer gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Verbindung ist noch folgendes vorteilhaft :
Vor Herstellung der Verbindung können beide Teile, sowohl der Kern wie auch der Mantelkörper sauber bearbeitet und genau ineinander eingepasst sowie die Oberflächen beider Teile sorgfältig beobachtet
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freie und allseitig tragende Verbindung gegeben ist. Bei den Passflächen handelt es sich nicht nur um ebene oder zylindrische Flächen. Mit Hilfe des neuen Verfahrens können auch Konstruktionsteile mit Gewindeflächen (Mutter und Bolzen) oder andern Passflächen verbunden werden. Die Verbindung gemäss der Erfindung ist in erster Linie für Fälle gedacht, bei denen ein Teil der Verbindung aus werkstofftechnischen Gründen nicht erwärmt werden darf.
Es ist in diesem Zusammenhang nicht nur an Kon- strnktionselemente mit Hiirtungsgefüge gedacht. sondern auch an Fälle, bei denen eine Erwärmung von Konstruktionsteilen ihre magnetischen, elektrischen und sonstigen Eigenschaften ändern würde.
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Einzelelemente (Kern- und Mantelkörper) herbeigeführt werden. Diese Möglichkeit kann z. B. bei Verbindungen in Anwendung kommen. die aus zwei Ringen bestehen sollen. Hiezu wird in beiden Körpern z. B. ein Spannungszustand mit Zugspannungen in den Innenzonen und Druckspannungen in den äusseren Randzonen erzeugt. Nachdem beide Körper an ihren Berührungsflächen bearbeitet und ineinandergepasst sind, wird der Hohlkörper (z.
B. ein Ring) ausgebohrt, wobei sein Aussendurchmesser sich ver- grössert : der Mantelkörper wird aussen abgedreht oder geschliffen und zieht sich hiebei zusammen. Beide
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die starre Verbindung der beiden Einzelelemente her.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Aufschrumpfen von einander umfassenden metallischen Körpern, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Körper durch Formänderung eines Körpers oder beider Körper erfolgt, die dadurch entsteht, dass bei einem oder beiden Körpern durch mechanische Bearbeitung ein Kraftfeld innerer Spannungen gestört oder beseitigt wird.
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