DD219410A1

DD219410A1 - Verfahren zur verbesserung der eigenschaften von fuegeverbindungen

Info

Publication number: DD219410A1
Application number: DD25726783A
Authority: DD
Inventors: Uwe Fuessel; Herbert Gropp; Guenter Pursche; Klaus Wittke
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Hochschul
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1985-03-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Fuegeverbindungen, vorzugsweise von lotbeschichteten Pressverbindungen. Damit koennen die erforderlichen Toleranzen der Einzelteile vergroessert, die notwendige Fuegelaenge verringert und die Lebensdauer der Verbindung erhoeht werden. Diese Forderungen werden durch eine gezielte dynamische Belastung der mit einer entsprechenden Lotschicht versehenen Fuegeverbindungen, die z. B. durch Laengspressen, Querpressen, Schrauben oder Klemmen hergestellt wurden, erreichten, womit z. B. die Uebertragungsfaehigkeit um das zwei bis dreifache gesteigert werden kann. Fig. 1

Description

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Preßverbindung wird mit einer dynamischen Belastung, d.h. mit einem Drehmoment, die durch einen Prüfstand 5 realisiert wird, so belastet, daß ein örtliches Gleiten entsteht. Eine Passungsrostbildung tritt durch die Lotschicht 3 nicht auf, aber die Aktivierung der Fügeflächen ermöglicht die zusätzliche Ausbildung von stoffschlüssigen Fügeverbindungen. Durch die entstehenden Preßlöt-Preßverbindungen wird die Übertragungsfähigkeit der Verbindung um das zwei bis dreifache erhöht. Bei weiterer gleichbleibender Belastung besteht die Möglichkeit, daß bei einem bestimmten Anteil der Preßlötverbindungen das örtliche Gleiten nicht mehr auftritt.

Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung dieser Erfindung bei Schraubenverbindungen. Ein Teil 6 aus Stahl wird mit einer 5 bis 10/xm dicken Zinklotschicht 3 und ein weiteres Teil 6 ebenfalls aus Stahl mit einer gleichdicken Kupferlotschicht 3 beschichtet. Diese beiden Teile werden durch eine Schraube 7 und eine Mutter 8 gegeneinander gepreßt. Infolge der dynamischen Belastung mittels der Einrichtung 5 tritt an den Fügeflächen ein örtliches Gleiten auf und es laufen die oben beschriebenen Vorgänge zur Verbesserung der Übertragungsfähigkeit ab.

Claims

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Erfindungsanspruch:

Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Fügeverbindungen, z. B. bezüglich der Festigkeit, vorzugsweise von lotbeschichteten Preßverbindungen unter Anwendung einer Einrichtung zur dynamischen Belastung dadurch gekennzeichnet, daß nach der an sich bekannten Herstellung der mit einer entsprechenden Lotschicht (3) versehenen Fügeverbindung, z. B. durch Längspressen, Querpressen, Schrauben oder Klemmen, diese einer definierten dynamischen Belastung (4), insbesondere in axialer und/oder radialer Richtung, mittels vorzugsweise der an sich bekannten Einrichtung (5) unterworfen wird. Hierzu 1 Seite Zeichnung

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Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Fügeverbindungen . .

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Fügeverbindurigen, insbesondere Preßverbindungen. Das Verfahren wird vorwiegend bei solchen Verbindungen angewandt, deren Eigenschaften, z. B. Festigkeit, elektrische und thermische Leitfähigkeit, gegenüber der ursprünglichen Fügeverbindung verbessert werden sollen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Übertragungsfähigkeit von Preßverbindungen ist an das vorhandene Übermaß, das von den Fertigungstoleranzen führt zu einem erhöhten Aufwand in der Teilefertigung. Beim Einsatz kann sich durch mögliche Relaxions- und Abnutzungsprozesse die Übertragungsfähigkeit verschlechtern.

Eine in WP 148693 beschriebene Möglichkeit zur Erhöhung der Übertragungsfähigkeit von Preßverbindungen ist die Kombination von Preßverbindung und Preßlötverbindung. Durch die Preßverbindung wird der zur Realisierung örtlicher Preßlötverbindungen notwendige Druck erzeugt. Eine Aktivierung der Fügeflächen, die bei der Herstellung der Preßverbindung nur auf einige Stellen beschränkt ist, ist für die Entstehung der Preßlötverbindungen unbedingt notwendig. Damit kann mit dieser Erfindung nur eine begrenzte Verbesserung der Eigenschaften erreicht werden.

Es ist bekannt, das bei mit Molybdändisulfid geschmierten Preßverbindungen im Belastungsfall keine Verschlechterung der Übertragungsfähigkeit auftritt. Gleichzeitig wird dadurch jedoch das übertragbare Drehmoment auf Grund der rein kraftschlüssigen Preßverbindung und der vorliegenden Reibwerte begrenzt. Weiterhin besteht bei der Anwendung der Schmiermittel für Querpreßverbindungen die Gefahr der Schmierpolsterbildung. Das Ziel der Molybdändisülfidpaste ist lediglich ein Trennung der Fügeflächen zur Vermeidung der Passungsrostbildung. Die Reibwerte sind aber durch das' angewendete Schmiermittel bedeutend geringer als bei trockenen Preßverbindungen. Außerdem verschlechtem sich durch das Schmiermittel die elektrischen und thermischen Eigenschaften der Verbindung.

Die in WP 152972 geschützte Preßverbindung mit verbundstabiler Konversionsschicht ermöglicht zwar eine Steigerung der Übertragungsfähigkeit, hat aber den Nachteil, daß zwischen den Fügeteilen keine adhäsive Verbindung entsteht und damit die Steigerung der Übertragungsfähigkeit begrenzt ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von kraftschlüssigen Fügeverbindungen zu schaffen, womit die erförderlichen Toleranzen der Einzelteile vergrößert, die notwendige Fügelänge verringert, damit der Materialeinsatz gesenkt und gleichzeitig die Lebensdauer erhöht werden können, das heißt insbesondere, daß das Masse-Leistungs-Verhältnis· verbessert werden kann.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften, insbesondere der Festigkeit, vorzugsweise an lotbesehichteten Preßverbindungen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Verwendung einer an sich bekannten Einrichtung zur dynamischen Belastung dadurch gelöst, daß nach der an sich bekannten Herstellung der Fügeverbindung, z. B. durch Längs- oder Querpressen, Schrauben oder Klemmen, wobei mindestens eine Fügefläche mit einer entsprechenden Lotschicht versehen sein muß, diese einer definierten dynamischen Belastung, insbesondere in axialer,und/oder radialer Richtung mittels einer bekannten Einrichtung, z. B. eines dynamischen Prüfstandes, unterworfen wird und damit überraschenderweise eine Festigkeitssteigerung und eine Verbesserung der thermischen und elektrischen Leitfähigkeit der gezielt belasteten Verbindung erreicht wird.

Die entsprechenden Lotschichten bzw. die eine Lotschicht und der Grundwerkstoff müssen zum Erreichen der beabsichtigten

Verbesserungen

— eine Strukturähnlichkeit,

— einen homogenen Gefügeaufbau, · ;

— einen positiven Gradienten der Schubfestigkeit und

— eine geringe Reaktionsneigung besitzen. ..,.

Durch die definierte dynamische Belastung tritt zwischen den Fügeflächen ein örtliches Gleiten auf, das die Oxidschichten auf den Fügeflächen zerstört und diese zur Herstellung der stoffschlüssigen Preßlötverbindungen aktiviert. Die Verbesserung der Eigenschaften ist vom Anteil der stoffschlüssigen Fügeverbindungen abhängig, der während der dynamischen Belastung zunimmt. Bei einem bestimmten Anteil der stoffschlüssigen Fügeverbindungen kann kein örtliches Gleiten mehr auftreten.

Die Anwendung dieses Verfahrens bei nichtrotationssymmetrischen Teilen ist möglich und erfordert ebenfalls ein örtliches Gleiten der Fügeflächen.

Während des Einsatzes der Fügeverbindungen können ebenfalls deren Eigenschaften verbessert werden und somit gegebenenfalls auf eine vorherige dynamische Belastung verzichtet werden.

Eine Vergrößerung der Einzelteiltoleranzen ist möglich, da die Tragfähigkeitssteigerung mit kleinerem Übermaß größer ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Welle-Nabe-Verbindung und

Fig.2 eine Schraubenverbindung, >

Die Fügefläche einer Welle 1 aus Stahl wird mit einer 5 bis 10μηη dicken Zinklotschicht 3 beschichtet. Durch Längspressen wird die Preßvefbindung zwischen der mit einer Lotsehicht 3 beschichteten Welle 1 und einer Nabe 2 aus Stahl hergestellt. Diese