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Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern, besonders Stehbolzen.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern, besonders Stehbolzen, welches sich von bekannten ähnlichen Verfahren dadurch unterscheidet, dass der hergestellte Körper grosse Festigkeit besitzt, und dabei während seiner
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stattfindet.
Das Verfahren besteht in der Zusammenstellung zweier oder mehrerer mehr oder weniger im Querschnitt kreissektorenartiger oder vierkantiger schmiedeeisener Teile, wobei im ersten Falle deren Scheitelteile genutet sind, derart, dass diese Teile einen Hohlkörper mit verhältnismässig starker Wandung und einer schwachen Mittelöffnung bilden. Eine Verschweissung dieser Teile zu einem Ganzen erfolgt durch einen gleichmässig auf die Teile wirkenden äusseren Druck, zweckmässig durch Ausziehen des Körpers durch eine Matrize.
In den Zeichnungen zeigt :
Fig. i eine Schaubild eines der schmiedeeisernen Teile zur Herstellung eines Hohlkörpers gemäss der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch drei zusammengesetzte, den Hohlkörper bildende Metallteile vor dem Schweissprozesse, -Fig. 3 einen Querschnitt des fertigen Hohlkörpers,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ofen nebst einer Ziehbank zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 5 eine vordere Flächenansicht der Ziehbankmatrize,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die in der Fig. 5 gezeigte Matrize,
Fig. 7 ein Schaubild der Vorrichtung zur Lagerung der Matrize,
Fig. 8 einen Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform der drei zusammengesetzten Metallteile vor dem Schweissverfahren,
Fig. 9 eine weitere abgeänderte Ausführungsform,
Fig.
10 und 11 sind Schaubilder zweier Metallteile zur Herstellung des Hohlkörpers als ein'e weitere abgeänderte Ausführungsform,
Fig. I2 ist ein Querschnitt der Ausführung nach den Fig. I0 und 11 vor der Schweissung,
Fig. I3 ist eine weitere abgeänderte Ausführung.
Nach den Fig. i und 2 bestehen die zur Herstellung des Erfindungsgegenstandes, beispielsweise von Stehbolzen, verwendbaren Teile 15 aus schweissbarem Metall, etwa Schmiedeeisen. Jeder Teil 15 ist als Kreissektor ausgebildet. Die Scheitel der Teile 15 sind genutet. Diese Nuten 17 bilden, wenn die Teile 15 zusammengesetzt sind, eine gemeinsame Mittelbohrung 18. Durch Walzen können die Einzelteile 15 die gewünschte Form erhalten.
Im zusammengesetzten Zustande bilden die Teile 15 einen Hohlkörper ; im vorliegenden Falle wird dieser Körper als Stehbolzen mit verhältnismässig starker Wandung und einer Öffnung 18 von nur geringem Durchmesser gezeigt und beschrieben. Die Stärke der Wandung sowie der Durchmesser der Mittelbohrung können natürlich in bestimmten Grenzen ver- änderlich sein. Der aus den Teilen 15 bestehende Körper 19 wird nach erfolgter Zusammensetzung in einem Ofen 20 erhitzt und geht durch eine oder mehrere Matrizen, wodurch die Teile untereinander innig zu einem Ganzen verschweisst werden, ohne Formänderung der
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Mittelbohrung 18. Der zu diesem Zwecke verwendbare Ofen 20 kann von bekannter Bauart sein. In Verbindung damit ist eine Ziehbank mit Ziehkopf 21 vorgesehen.
Letzterer dient zur Aufnahme der Matrize 23} deren glockenartige, kreisrunde Öffnung 24" etwa nach Fig. 6 ausgebildet ist. Die Matrize sitzt in dem Schlitz 22 des Kopfes 21 in der Weise, dass der kleinere Teil der Öffnung 24 der Matrize gegen die Schulter 26 des Kopfes 21 gerichtet liegt, über welcher ein zweiter, etwas breiterer als der kleinste Öffnungsdurchmesser der Matrize ausgebildeter Schlitz 27 angeordnet ist. Die Kette 28 bewirkt in an sich bekannter Weise das Ausziehen der Körper auf der Ziehbank 29.
Die vorbeschriebene Ausbildung der den Hohlkörper zusammenstellenden Metallstücke als
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Druckes, und dadurch eine ebensolche Verschweissung des Eisens erzielt wird.
Fig. 8 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform der den Hohlkörper bildenden Teile. Hiernach sind die Flächen 32 der Teile 31 nicht genau radial, sondern in einem kleineren Winkel zueinander angeordnet ; als dies bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung der Fall ist. Werden die Teile 31 zu einem Hohlkörper vereinigt, so stossen sie mit ihren genuteten Scheiteln zusammen, bleiben aber mit ihren äusseren Flächen voneinander getrennt.
Diese Ausführung hat den Vorteil, dass das Schweissen nach der Mittelöffnung 18 zu bewirkt wird.
Die Teile 16 einer anderen abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 9 sind mit Rippen 34 und mit Nuten 35 an den Schenkeln ausgebildet, so dass die entsprechenden Rippen bzw.
Nuten 34, 35 der Teile 16 ineinandergreifen und letztere verriegeln ; dadurch wird eine grössere Schweissfläche geschaffen.
Die eben erwähnte gerippte bzw. genutete Ausbildung zeigt auch die abgeänderte Ausführungsform der Fig 10, n und 12, nach welchen jedoch der Hohlkörper nur aus zwei Teilen zusammengestellt ist, während die Fig. 13 die gleiche Ausbildung veranschaulicht, jedoch mit dem Unterschiede, dass der Hohlkörper aus vierkantigen Teilen zusammengesetzt ist.
Vorstehende Darlegungen lassen erkennen, dass auf-den Zylinderumfang des Hohlkörpers ein gleichmässiger Druck nach einwärts ausgeübt wird. Die vorgenommene Ausziehung verringert den Querschnitt des Körpers und verlängert letzteren. Die Wirkung des gleichmässigen Druckes nach einwärts bei Ausziehen des Hohlkörpers durch eine Matrize wird am besten verständlich bei Vergleich des Hohlkörpers nach Fig. 2, vor dem Ausziehen, mit dem ausgezogenen Körper nach Fig. 3, nach dem Ausziehen. Bei Vergleich der Abmessungen kann festgestellt werden, dass der Innendurchmesser des ausgezogenen Körpers praktisch zu seinem Aussendurchmesser im gleichen Verhältnis steht, als es mit dem betreffenden Durchmesser des Körpers, vor dem Ausziehen der Fall ist.
Der auf diesem Wege hergestellte Körper zeichnet sich durch Festigkeit und symmetrische-Form aus, wobei die Mittelöffnung vollkommen einwandfrei erhalten bleibt, also nicht verzogen wird. Der Hohlkörper ist auch nicht so kostspielig als gleiche Körper nach anderen bekannten Verfahren, bei denen die Mittelöffnung durch Bohren hergestellt wird.
Stehbolzen, nach vorliegender Erfindung hergestellt, sind den nach bekannten Verfahren verfertigten Bolzen an Güte weit überlegen.
Die Vorteile des vorliegenden Verfahrens treten besonders klar zutage bei Schweissen der Teile nach den Fig. 10 und II. Würden diese Teile beispielsweise gewalzt werden, so würde das Metall ausgepresst werden und der Umfang des Körpers unsymmetrisch ausfallen, während sich die Mittelöffnung 18 verziehen würde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
I. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern, besonders Stehbolzen, gekennzeichnet durch die Zusammenstellung zweier oder mehrerer schweissbarer Eisenteile, mit einem Kreis- ringstück oder Viereck als Querschnitt, derart, dass diese Teile einen Hohlkörper mit ver- hältnismässig starker Wandung und einer schwachen Mittelöffnung bilden, worauf das Ganze erhitzt und bei gleichmässig auf dem Körperumfa, ng nach einwärts wirkendem Druck ohne
Verziehen oder sonstige Änderung der Mittelöffnung zusammengeschweisst wird.
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Process for the production of hollow bodies, especially studs.
The subject matter of the present invention is a method for the production of hollow bodies, especially studs, which differs from known similar methods in that the body produced has great strength, and thereby during its
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takes place.
The method consists in putting together two or more wrought iron parts with a more or less cross-section resembling a sector of a circle or square, with their apex parts being grooved in the first case so that these parts form a hollow body with a relatively thick wall and a weak central opening. These parts are welded to form a whole by means of an even external pressure acting on the parts, expediently by pulling the body out through a die.
In the drawings shows:
1 shows a diagram of one of the wrought iron parts for producing a hollow body according to the invention,
Fig. 2 shows a cross section through three assembled metal parts forming the hollow body before the welding process, -Fig. 3 a cross section of the finished hollow body,
4 shows a plan view of an oven together with a draw bench for carrying out the method,
5 shows a front surface view of the drawbench die,
6 shows a cross section through the die shown in FIG. 5,
7 shows a diagram of the device for storing the die,
8 shows a section of a modified embodiment of the three assembled metal parts before the welding process,
9 shows a further modified embodiment,
Fig.
10 and 11 are diagrams of two metal parts for the production of the hollow body as a further modified embodiment,
Fig. I2 is a cross section of the embodiment according to Figs. 10 and 11 before welding,
Fig. 13 is another modified embodiment.
According to FIGS. 1 and 2, the parts 15 which can be used to manufacture the subject matter of the invention, for example studs, are made of weldable metal, such as wrought iron. Each part 15 is designed as a circular sector. The vertices of the parts 15 are grooved. When the parts 15 are assembled, these grooves 17 form a common central bore 18. The individual parts 15 can be given the desired shape by rolling.
In the assembled state, the parts 15 form a hollow body; In the present case, this body is shown and described as a stud bolt with a relatively thick wall and an opening 18 of only a small diameter. The thickness of the wall and the diameter of the central bore can of course be changed within certain limits. The body 19 consisting of the parts 15 is heated in an oven 20 after it has been assembled and passes through one or more matrices, whereby the parts are intimately welded to one another to form a whole, without changing the shape of the
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Central bore 18. The furnace 20 which can be used for this purpose can be of known type. In connection with this, a draw bench with a drawing head 21 is provided.
The latter serves to accommodate the die 23} whose bell-like, circular opening 24 ″ is designed approximately according to FIG. 6. The die sits in the slot 22 of the head 21 in such a way that the smaller part of the opening 24 of the die against the shoulder 26 of the head 21, over which a second slot 27 is arranged, which is formed somewhat wider than the smallest opening diameter of the die. The chain 28 effects the pulling out of the bodies on the draw bench 29 in a manner known per se.
The above-described design of the metal pieces composing the hollow body as
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Pressure, and thus a similar welding of the iron is achieved.
Fig. 8 illustrates a modified embodiment of the parts forming the hollow body. According to this, the surfaces 32 of the parts 31 are not exactly radial, but are arranged at a smaller angle to one another; than is the case with the embodiment shown in FIG. If the parts 31 are combined to form a hollow body, they collide with their grooved apices, but remain separated from one another with their outer surfaces.
This embodiment has the advantage that the welding is effected towards the central opening 18.
The parts 16 of another modified embodiment according to FIG. 9 are formed with ribs 34 and with grooves 35 on the legs, so that the corresponding ribs or
Grooves 34, 35 of the parts 16 interlock and lock the latter; this creates a larger welding area.
The aforementioned ribbed or grooved design also shows the modified embodiment of FIGS. 10, n and 12, according to which, however, the hollow body is composed of only two parts, while FIG. 13 illustrates the same design, but with the difference that the Hollow body is composed of square parts.
The above statements indicate that a uniform pressure is exerted inward on the cylinder circumference of the hollow body. The extension made reduces the cross-section of the body and elongates the latter. The effect of the even pressure inwards when the hollow body is pulled out through a die is best understood by comparing the hollow body according to FIG. 2, before pulling out, with the pulled out body according to FIG. 3, after pulling out. When comparing the dimensions, it can be determined that the inner diameter of the extended body is practically in the same ratio to its outer diameter as is the case with the relevant diameter of the body before the extension.
The body produced in this way is characterized by strength and symmetrical shape, with the central opening remaining perfectly intact, i.e. not warped. The hollow body is also less expensive than the same body according to other known methods in which the central opening is made by drilling.
Stud bolts, produced according to the present invention, are far superior in quality to bolts produced by known methods.
The advantages of the present method are particularly evident when welding the parts according to FIGS. 10 and II. If these parts were rolled, for example, the metal would be pressed out and the circumference of the body would be asymmetrical, while the central opening 18 would warp.
PATENT CLAIMS:
I. Process for the production of hollow bodies, especially studs, characterized by the combination of two or more weldable iron parts, with a circular ring or square as a cross-section, in such a way that these parts form a hollow body with a relatively thick wall and a weak central opening, whereupon the whole thing is heated and with even pressure on the circumference of the body without any inward pressure
Warping or other modification of the central opening is welded together.