DE102014116643A1

DE102014116643A1 - Verfahren zur herstellung nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger elemente aus metallgummi

Info

Publication number: DE102014116643A1
Application number: DE102014116643.4A
Authority: DE
Inventors: Danila Petrovich DAVYDOV; Gennady Vasilievich LAZUTKIN; Petr Vladimirovich BONDARCHUK; Alexander Ivanovich ERMAKOV; Tatiana Viktorovna VOLKOVA
Original assignee: Samara State Aerospace University
Current assignee: Samara State Aerospace University
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2015-12-03
Also published as: US20150343677A1; US9610714B2; EA025949B1; EA201400588A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger Elemente aus Metallgummi wird erfindungsgemäß ein flaches Halbzeug in einer der Halbzeugfläche perpendikularen Richtung gepresst und die durchschnittliche Dichte ρ3 des flachen Halbzeugs abhängig von dem äußeren Spiralendurchmesser d1, dem Draht-Querschnittsdurchmesser d und der Dichte ρ des Drahtmaterials ausgeführt, die durch die folgende Relation verbunden sind: ρ3 = (2.0 – 2.8)B1, mitwobei der Wert des durchschnittlichen Dichte ρΠ des gepressten Halbzeugs durch die folgende Relation bestimmt wird: ρΠ = (1.5 – 2.0)B2, mitwobei die Länge des flachen Halbzeugs das 7–15-fache der Halbesumme des äußeren DH und des inneren DB Durchmessers der fertigen Nabe beträgt, die Breite größer als die Höhe HC der fertigen Nabe, aber kleiner als der Wertist, und ρC die Durchschnittsdichte des Metallgummis der fertigen Nabe ist, wobei das gepresste flache Halbzeug (4) mindestens dreischichtig auf den Elast-Zylinder (5) mit Straffung aufgewickelt wird, bei welcher der äußere Durchmesser der Komposition gleich dem Durchmesser DH ist, wobei die Höhe des Elast-Zylinders größer als die Breite des gepressten flachen Halbzeugs ausgeführt ist, und der Durchmesser des Elast-Zylinders kleiner als der Durchmesser DB gemacht ist, wobei die Komposition in die Pressform (6) eingelegt wird, welche die Herstellung des Nabenhalbzeugs mit der Durchschnittsdichte, die um das 1.3–2.2-fache größer als die Dichte des gepressten flachen Halbzeugs ist, mit dem Innendurchmesser DB und der Wandstärke 0.14 DH gestattet, und wobei die das Pressen des Nabenhalbzeugs abschließende Arbeitsstufe ausgeführt wird, bis die Durchschnittsdichte ρC größer als ρΠ ist, aber geringer als 0.8 ρ.

Description

Die Erfindung betrifft den Maschinenbau, insbesondere die Herstellung elastisch-poriger Elemente aus drahtverstärktem Metallgummi, die für Vibrationsschutz und Dämpfung gefährlicher Schwingungen von mechanischen Systemen sowie für die Filtration flüssiger und gasförmiger Fluide, darunter bei deren Förderung aus Bohrlöchern bestimmt sind.
Aus dem Stand der Technik ist das Verfahren zur Herstellung des Metallgummi-Vliesstoffes aus Metalldraht (a. c.
183174, IPC B21F 21/00, veröff. am 1966.01.01) bekannt, bestehend darin, dass aus einer Spirale, die aus verfestigtem Draht angefertigt und bis zur dem Durchmesser der Spirale gleichen Steigung ausgedehnt wird, durch das Aufwickeln mit Überkreuzung der Spirale in Nachbarschichten ein kugelförmiger oder sonstiger Form Vorfertigungsteil geformt und in einer Pressform durch das Einseitig-Kaltpressen gepresst wird.
Der Metallgummi-Stoff findet bei der Herstellung verschiedenartiger Filter, Gleitlager, gedämpfter Vibrationsisolatoren, elastisch-poriger Elemente einen breiten Einsatz. Allerdings weisen die aus dem Metallgummi-Stoff durch das Einseitig-Kaltpressen angefertigten Halbzeuge einen wesentlichen Mangel auf. Vibrationsisolatoren und elastisch-porige Elemente sind anisotrop und weisen unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf Elastizität und Filtration in unterschiedlichen Richtungen auf. Dabei können sich die Eigenschaften in Bezug auf Elastizität und Filtrationsvermögen in Pressrichtung von denen in anderen Richtungen mehr als ums Zehnfache unterscheiden.
Bekannt ist auch ein Drahtfilter (Patent der RF 2470695 , IPC B01D 39/12, veröff. am. 27.12.2012), der einen Filtrierteil aufweist, der in Form eines Drehkörpers ausgeführt wird und aus Draht besteht, der in Form von Spiralen aufgewickelt wird, die reihenweise verlegt und dem Pressen mit Möglichkeit der Bildung einer mehrschichtigen porigen Struktur des Filtrierteiles unterzogen werden, wobei die Spiralenreihen zueinander in der Ebene der Filterachse und in der zu ihr perpendikularen Ebene verschoben sind. Der Filtrierteil ist in Form eines Ringes mit einer zylinderförmigen Erzeugenden ausgeführt. Der Drahtfilter ist zusätzlich mit den dem Filtrierteil gleichachsig angeordneten Kreisschienen ausgestattet, die jede der beiden Filtrierteil-Stirnseiten umfassen und als Ringe mit der zylindrischen Erzeugenden, die der zylindrischen Erzeugenden des Filtrierteilringes parallel sind, ausgeführt sind und einen in der längs der Filtrierteil-Rotationsachse verlaufenden Ebene Π-förmigen, seitens der Stirnseiten des Filtrierteiles offenen Querschnitt aufweisen, wobei die Möglichkeit des Einsinkens der Stirnseiten des Filtrierteiles in die Kreisschienenringe besteht. Die Verbindung beider Kreisschienen mit den in sie versenkten Filtrierteil-Stirnseiten entlang den zylindrischen Anlehnungsoberflächen wird fest, mit Ausbildung eines einheitlichen Bauelements und hermetischer Abdichtung der Filtrierteil-Stirnseiten ausgeführt. Dabei wird der gezogene Draht von konstantem Querschnittdurchmesser eingesetzt oder es werden Drahtabschnitte genommen, wobei die Mindeststärke B₁ des Filtrierteil-Ringes mindestens ums 10-fache den Draht-Durchmesser d übersteigt. Die Länge h der zylindrischen Erzeugenden jeder der Kreisschienen beträgt (0.8–1.0) der Stärke B der Wand des Kreisschienenringes in Radialrichtung, deren Stärke mindestens der Stärke B₁ des Filtrierteil-Ringes gleich ist. Die Stärke B der Wand des Kreisschienenringes beträgt (0.01–0.2) seines Außendurchmessers D, und die Länge der zylindrischen Erzeugenden H des Filters beträgt (0.5–5.0) des Außendurchmessers D des Kreisschienenringes. Der Durchmesser d des Drahtquerschnitts beträgt 0.05–1 mm, und der Durchmesser d₁ der Spirale beträgt 1 bis 50 Durchmesser d. Die Steigung der Spiralen aus Drahtabschnitten ist bevorzugt gleich dem Durchmesser d des Drahtquerschnitts. Das Pressen wird in Richtung der Filterachse ausgeführt, wobei in der porigen Struktur des Filtrierteils die Bildung von sichelförmigen Poren infolge der Drähteüberkreuzung in den Nachbarreihen während der Verlegung von Drähtereihen besteht, und die Durchschnittsporengröße δ des Filtrierteiles, abhängig vom Durchmesser d des Drahtquerschnittes durch die Relation
in Millimeter, bestimmt wird, wo Π – die vorgegebene Porosität des Filtrierteiles ist.
In einer gewissen Hinsicht betrifft dieses Patent das Verfahren zur Herstellung von Filtrierelementen. Das Pressen in Richtung der Filterachse führt zu denselben Mängeln des unidirektionalen Pressens der aus Metallgummi angefertigten Erzeugnisse, die oben gem. a. c.
183174 erörtert wurden.
Der Einsatz der im Durchschnitt Π-förmigen Ringe zum Schutz der Filtrierteil-Stirnseiten vor Beschädigungen sowie zur Bildung von abgedichteten Nahtstellen beim Filtern stellt ein effizientes Mittel beim Filterbetrieb dar, weist aber eine Reihe wesentlicher Nachteile auf. Die seitliche Fläche des Filtrierteiles verringert sich, was seine Filtrier- und andere mit Porenraum verbundene Eigenschaften wesentlich beeinträchtigt. Außerdem ist die Fixierung von Ringen unsicher, da sie auf den Stirnseiten nur durch Reibungskraft halten. Der Betrag der Reibungskraft ist unstabil und verringert sich während des Betriebs infolge des Straffungsabbaus im Material des Filtrierteiles, was im Laufe der Filterregenerierung zur Trennung der Kreisschienen und des Filtrierteils voneinander führen kann.
Ebenfalls bekannt ist das Verfahren zum Radial-Axial-Pressen von Werkteilen aus Stoffen mit ungeordneter Struktur, insbesondere aus dem Drahtmaterial Metallgummi (Patent der RF 2402400 , IPC B21F 45/00, veröff. am 27.10.2010). Dieses Verfahren beseitigt in bedeutendem Maße die oben beschriebenen Mängel der Verfahren zur Gewinnung von elastisch-porigen Elementen gemäß a. c.
183174.
Das Verfahren schließt ein: Herstellung von Drahtabschnitten in Form von ausgezogenen Spiralen, das Formen eines flachen Halbzeugs aus Spiralabschnitten, sein Einwickeln zu einer Rolle, Einlegen des angefertigten eingerollten Halbzeugs in die Pressform und das Pressen des Halbzeugs in mehreren Arbeitsstufen. In die Pressform wird von einer oder von beiden Seiten des Halbzeugs ein Element des elastischen Mediums angeordnet. Das Pressen des Halbzeugs erfolgt durch sein axiales Zusammenpressen gemeinsam mit den Elementen des elastischen Mediums, die das axiale Zusammenpressen in den radialen Druck auf das gepresste Halbzeug umwandeln. Auf diese Weise werden die erforderlichen Eigenschaften des gepressten Halbzeugs in Bezug auf die Elastizität sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, wie auch die Möglichkeit der Herstellung eines breiten Halbzeug-Sortiments vom durchgehenden und hohlen Querschnitt, gewährleistet.
Die oben beschriebene technische Lösung steht nach Gesamtheit ihrer wesentlichen Merkmalen und dem erreichten technischen Ergebnis am Nächsten zur anmeldungsgemäßen Lösung.
Zu den Nachteilen des Radial-Axial-Pressens von Werkteilen aus dem Material Metallgummi gem. Patent der RF 2402400 soll die fehlende gegenseitige Kopplung technologischer Parameter innerhalb der Operationskette beim Werkteilpressen in mehreren Arbeitsstufen zählen. Das macht das Erreichen des technischen Resultats beim Erarbeiten neuer technologischer Prozesse, die das angemeldete Verfahren umsetzen, unmöglich. Außerdem ist das Einwickeln des flachen Halbzeugs zu einer Rolle von vorgegebenen Ausmaßen, die das Einlegen der Rolle in die Pressform und das Aufstellen der Elemente des elastischen Mediums gewährleisten, wegen eines niedrigen Dichtewertes des flachen Halbzeugs, der eine Instabilität der geometrischen Rollenabmessungen hervorruft, ziemlich schwierig. Das verursacht zusätzliche Arbeitsstufen beim Halbzeugpressen. Z. B. die Anfertigung eines Ringes aus Metallgummi (sieh Patent der RF 2402400, Beispiel) erfordert beim Halbzeugpressen drei Arbeitsstufen mit drei unterschiedlichen elastischen Elementen. Diese Arbeitsstufen verursachen eine große summarische Streuung geometrischer Kennziffern infolge sich in jeder Arbeitsstufe anhäufender Irregularität der Metallgummi-Struktur und, als Ergebnis, die Senkung der Zuverlässigkeit elastisch-poriger Elemente. Das Letztere ist mit Besonderheiten der Deformationsmechanik von Elasten im Porenraum des Materials Metallgummi verbunden. Die aufgezählten Faktoren führen zur wesentlichen Streuung mechanischer Kennziffern und der Zuverlässigkeit von Fertigerzeugnissen aus Metallgummi nach deren Kalibrieren unter Einsatz von elastischen Elementen. Die Versuche, solche Streuung zu senken, sind mit dem Suchen nach rationaler Form des elastischen Mediums verbunden, was die Durchführung eines großen Umfanges von experimentalen Arbeiten, des Finanz- und Zeitaufwandes verlangt.
Die Aufgabe des Erfinders besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger Elemente aus Metallgummi unter Auswahl von am meisten rationalen Anteilen an Radial- und Axialpressen von Halbzeugen sowie deren geometrischen Ausmaßen für jede der Arbeitsstufen zu entwickeln mit dem Ziel, unter Einhaltung vorgegebener elastisch-poriger Eigenschaften eine hohe Zuverlässigkeit von Fertigerzeugnissen zu erreichen.
Das beim Einsatz dieser Erfindung erreichbare technische Resultat besteht in Erarbeitung eines neuen technologischen Prozesses, der das anmeldungsgemäße Verfahren auf der Basis der Verallgemeinerung der wechselseitigen Beziehungen grundlegender technologischer Herstellungsparameter elastisch-poriger Elemente umsetzt. Dieses Verfahren gestattet es, die Herstellung eines breiten Sortiments nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger Elemente aus Metallgummi, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen und zum Zweck des Vibrationsschutzes, der Filtration flüssiger und gasförmiger Fluide usw. eingesetzt werden, auf die industrielle Grundlage zu stellen.
Zum Erzielen des oben erwähnten technischen Resultats im Verfahren der Herstellung nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger Elemente aus Metallgummi, das die Herstellung von spiralförmigen Drahtabschnitten mit einer dem Spiraldurchmesser gleichen Steigung, das Formen aus Spiralabschnitten eines flachen Halbzeugs, sein Einwickeln zu einer Rolle, Einlegen des angefertigten eingerollten Halbzeugs in die Pressform, Herstellung des elastischen Mediums innerhalb der Rolle und das Pressen des Halbzeugs in mehreren Arbeitsstufen durch axiales Drücken zusammen mit Elementen des elastischen Mediums, die das axiale Drücken in einen radialen Druck auf die gepresste Rolle umwandeln, einschließt, wird erfindungsgemäß das flache Halbzeug in der der Halbzeugfläche perpendikularen Richtung gepresst, die durchschnittliche Dichte ρ₃ des flachen Halbzeugs wird abhängig von dem äußeren Spiralendurchmesser d₁, dem Draht-Querschnittsdurchmesser d und der Dichte ρ des Drahtmaterials ausgeführt, die durch die folgende Relation verbunden sind ρ₃ = (2.0 – 2.8)B₁, mit
der Wert des durchschnittlichen Dichte ρ_Π des gepressten Halbzeugs wird durch die folgende Relation bestimmt ρ_Π = (1.5 – 2.0)B₂, mit
die Länge des flachen Halbzeugs beträgt das 7–15-fache der Halbesumme des äußeren D_H und des inneren D_B Durchmessers der fertigen Nabe, die Breite ist größer als die Höhe H_C der fertigen Nabe, aber kleiner als der Wert
und ρ_C ist die Durchschnittsdichte des Metallgummis der fertigen Nabe, die gepresste flache Halbzeug wird mindestens dreischichtig auf den Elast-Zylinder mit Straffung aufgewickelt, bei der der äußere Durchmesser der Komposition gleich dem Durchmesser D_H ist, die Höhe des Elast-Zylinders führt man größer aus als die Breite des gepressten flachen Halbzeugs, und den Durchmesser des Elast-Zylinders macht man kleiner als der Durchmesser D_B, die Komposition wird in die Pressform eingelegt, die die Herstellung des Nabenhalbzeugs mit der Durchschnittsdichte, die um das 1.3–2.2-fache größer ist, als die Dichte des gepressten flachen Halbzeugs, mit dem Innendurchmesser D_B und der Wandstärke 0.14 D_H gestattet, die das Pressen des Nabenhalbzeugs abschließende Arbeitsstufe wird ausgeführt, bis die Durchschnittsdichte ρ_C größer als ρ_Π ist, aber geringer als 0.8 ρ.
Das Wesen der anmeldungsgemäßen technischen Lösung wird als Variante grafisch erläutert.
In der 1 wird das zwischen zwei elastischen Platten angeordnete flache Halbzeug dargestellt.
In der 2 wird das flache Halbzeug während des Pressvorgangs zwischen den zylindrischen Wellen mit elastischer Beschichtung dargestellt.
In der 3 wird das auf den Elast-Zylinder mit der Straffung aufgewickelte gepresste flache Halbzeug dargestellt.
In der 4 wird die Pressform beim Radial-Axial-Pressen dargestellt.
In der 5 wird die Pressform in der abschließenden Arbeitsstufe des Nabenhalbzeug-Pressens dargestellt.
In der 6 wird die Pressform in der abschließenden Arbeitsstufe des Nabenhalbzeug-Pressens zusammen mit perforierten, den Π-förmigen Meridianschnitt aufweisenden Kreisschienen dargestellt.
In der 7 wird ein fertiges elastisch-poriges Element in Form einer Nabe dargestellt.
In der 8 wird ein fertiges elastisch-poriges Element in Form einer Nabe mit den an den Enden eingepressten perforierten, den Π-förmigen Meridianschnitt aufweisenden Kreisschienen dargestellt.
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger Elemente aus Metallgummi anhand des anmeldungsgemäßen Verfahrens treten die Abschnitte der Metalldrahtspirale mit der Steigung, die dem Durchmesser der Spirale gleich ist, aus denen ein flaches rechteckiges Halbzeug geformt wird.
Die Durchschnittsdichte ρ₃ des flachen Halbzeugs wird ausgehend vom äußeren Durchmesser d₁ der Spirale, des Durchmessers d des Drahtquerschnitts sowie der Dichte ρ des Drahtmaterials, die durch folgende Relation verbunden sind ρ₃ = (2.0 – 2.8)B₁ _, wo
Danach wird das flache Halbzeug in der der Halbzeugfläche perpendikularen Richtung bis zum Wert der Durchschnittsdichte ρ_Π = (1.5 – 2.0)B₂,
gepresst. Das besagte Pressen gewährleistet eine regulärere Struktur des Materials Metallgummi in der Radialrichtung.
Wobei die oben angeführten und Dichtewerte betreffenden Relationen erlauben die Entwicklung rationaler technologischer Produktionsprozesse von elastisch-porigen Elementen in Form einer Nabe.
Zu einer gleichmäßiger Druckverteilung auf das flache Halbzeug 1 (siehe 1) wird dieses während des Pressvorgangs entlang der gesamten Länge zwischen zwei Platten 2 aus elastischem Material (Polyurethan, Gummi usw.) angeordnet. In einer anderen Variante (siehe 2) wird das flache Halbzeug 1 entlang der gesamten Länge durch das Walzen zwischen zylindrischen Wellen 3 mit elastischer Beschichtung (Polyurethan, Gummi usw.) gepresst.
Die Länge des flachen Halbzeugs beträgt das 7–15-fache der Halbesumme des äußeren D_H und des inneren D_B Durchmessers der fertigen Nabe, die Breite ist größer als die Höhe H_C der fertigen Nabe, aber kleiner als der Wert
wo ρ_C – die Durchschnittsdichte des Metallgummis der fertigen Nabe.
Nach dem Pressen wird die gepresste flache Halbzeug 4 (siehe 3) mindestens dreischichtig auf den Elast-Zylinder 5 mit Straffung aufgewickelt, dank der gewährleistet wird, dass der äußere Durchmesser der Komposition dem Durchmesser D_H gleich ist.
Die Höhe des Elast-Zylinders führt man größer aus als die Breite des gepressten flachen Halbzeugs, und der Durchmesser des Elast-Zylinders macht man kleiner als der Durchmesser D_B.
Die Komposition, die aus dem auf den Elast-Zylinder 5 eingewickelten gepressten flachen Halbzeug 4 (siehe 4) besteht, wird in die Hülse der Pressform 6 zwischen den zylinderförmigen Punzen 7 mit flachen durchgehenden Stirnseiten eingelegt.
In der nächsten Arbeitsstufe erfolgt das Radial-Axial-Pressen, dabei kommt das Nabenhalbzeug mit der Durchschnittsdichte zu Stande, die 1.3–2.2 Mal größer als die Dichte der gepressten flachen Halbzeugs ist, und mit dem Innendurchmesser D_B.
Nach dem Pressvorgang werden aus der Pressformhülse 6 die Punzen 7 und der Elast-Zylinder 5 entfernt. Durch die entstandene Öffnung des Nabenhalbzeugs 8 (siehe 5) wird ein Metallstab 9 mit dem Außendurchmesser D_H durchgelassen. Danach werden die Punzen 10 mit ringförmigen Arbeitsoberflächen montiert und erfolgt das Abschluss-Axialpressen des Nabenhalbzeugs 8 bis zur Durchschnittsdichte ρ_C, die größer als der Wert ρ_Π, aber kleiner als 0.8 ρ ist. Dabei wird das Kalibrieren der Nabenoberfläche gewährleistet.
Gemäß der zweiten Variante des Herstellungsverfahrens werden auf dem Metallstab 9 (siehe 6) von beiden Seiten die ringförmigen Kreisschienen 11 mit dem Π-förmigen Meridianschnitt und perforierten seitlichen Oberflächen angeordnet, bis sie das Nabenhalbzeug 8 berührt haben, und danach die Punzen 10, bis sie die Kreisschienen 11 berührt haben. Danach erfolgt in der Hülse 6 der Pressform das Abschluss-Axialpressen des Nabenhalbzeugs 8 bis zur Durchschnittsdichte ρ_C, die größer als der Wert ρ_Π, aber kleiner als 0.8 ρ ist. Das Abschluss-Axialpressen gewährleistet das Kalibrieren der Nabenoberfläche sowie das Einschlagen der Stirnseiten des Nabenhalbzeugs ins Innere der ringförmigen Kreisschienen 11.
Die kennzeichnende Konstruktion eines dünnwandigen elastisch-porigen Elements in Form einer Nabe aus Metallgummi gemäß der ersten Variante des Herstellungsverfahrens wird in der 7 dargestellt.
Die kennzeichnende Konstruktion eines dünnwandigen, elastisch-porigen, mit ringförmigen Kreisschienen mit dem Π-förmigen Meridianschnitt und perforierten seitlichen Oberflächen ausgestatteten Elements in Form einer Nabe aus Metallgummi gemäß der anmeldungsgemäßen Variante des Herstellungsverfahrens wird in der 8 dargestellt. Es soll darauf hingewiesen werden, dass in der zweiten Etappe des Pressens mit Metallgummi des Nabenhalbzeugs der gesamte Raum der im Meridianschnitt Π-förmigen Kreisschienen 11, darunter auch die Perforationsöffnungen, gefüllt wird. Dadurch erfolgt eine sichere Kreisschienenfixierung an den Enden des elastisch-porigen Elements und wird die Vergrößerung der Filtrieroberfläche mit Verringerung von Toträumen gewährleistet.
Beispiel. Unter Laborbedingungen wurden aus Metallgummi und rostfreiem Stahldraht mit dem Durchmesser d = 0.2
Stahlsorte X-12X18H10T GOST 18143-72 (die Dichte des Drahtmaterials beträgt = 7.8
dünnwandige elastisch-porige Elemente in Form von Naben angefertigt. Die Abmessungen der Fertignabe betragen: Außendurchmesser D_H = 95
Innendurchmesser D_B = 85
Höhe H_C = 70
Die Masse des Erzeugnisses beträgt 300 g, die Durchschnittliche Dichte des Material des Metallgummis ist gleich ρ_C = 3.03 g/cm³.
Zunächst wurden Drahtabschnitte in Form von ausgedehnten Spiralen mit dem Außendurchmesser d₁ = 1.2
und der Windungssteigung von 1.2 mm gefertigt. Aus gefertigten Abschnitten wurde ein flaches rechteckiges Halbzeug mit Abmessungen 200 × 1000 mm geformt. Dabei wurde die Durchschnittsdichte des flachen Halbzeugs aus einem Berechnungs-Betragsbereich ρ₃ = (2.0 – 2.8)B₁ = 0.4 – 0.6
wo
gewählt und für 0.46 g/cm³ angenommen.
Danach wurde das flache Halbzeug mit Hilfe von Walzen in der der Halbzeugfläche perpendikularen Richtung gepresst, bis die Durchschnittsdichte ρ_Π = 0.88
erreicht wurde, die aus einem Berechnungs-Betragsbereich ρ_Π = (1.5 – 2.0)B₂ = 0.8 – 1.1
wo
gewählt wurde.
Das gepresste flache Halbzeug wurde 4-schichtig auf einen Polyurethan-Zylinder gewickelt, dessen Durchmesser 80 mm und deren Höhe 210 mm betragen. Durch die Straffung des Halbzeugs wurde gewährleistet, dass der Außendurchmesser der Kombination D_H = 95
beträgt.
In der nächsten Arbeitsstufe wurde die Komposition in die Hülse der Pressform zwischen zwei Punzen mit flachen durchgehenden Stirnseiten eingelegt und das Radial-Axial-Pressen durchgeführt, indem man auf sie mit Kraft von 16 t einwirkte. Dabei betrug die Durchschnittsdichte des Nabenhalbzeugs 1.3
und sein Innendurchmesser – D_B = 85
Durch die zustande gekommene Öffnung des Nabenhalbzeugs wurde ein Metallstab mit dem Außendurchmesser von D_B = 85
und Punzen mit ringförmigen Arbeitsflächen eingesetzt.
Bei der Herstellung von elastisch-poriger Elementen mit Kreisschienen wurden die Letzteren auf den Stab noch vor der Punzenmontage aufgesetzt. Das Abschluss-Axialpressen des Nabenhalbzeugs erfolgte bis zur Höhe der fertigen Nabe von H_C = 70
indem man auf es mit Presskraft von 25 t einwirkte. Dabei wurde die Durchschnittsdichte des Metallgummis der fertigen Nabe ρ_C = 3.03
gewährleistet.
Es wurde ein neues Verfahren zur Herstellung nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger Elemente aus Metallgummi entwickelt, das über eine hohe Zuverlässigkeit bei vorgegebenen Kenndaten in Bezug auf Elastizität und Porigkeit verfügt. Das Letztere wird durch die Auswahl der rationalen Verhältnisse geometrischer Parameter sowie Pressanteile für das flache Halbzeug, das Radial-Axial-Pressen für Nabenhalbzeug und Axialpressen für die Fertignabe gewährleistet. Das angeführte Verhältnis technologischer Parameter je nach Arbeitsstufe erlaubt den Aufbau eines rationalen technologischen Prozesses, der das anmeldungsgemäße Verfahren in die Praxis umsetzt. Dabei steigt die Produktivität und vereinfacht sich die Herstellung eines breiten Sortiments nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger Elemente aus Metallgummi, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen und zum Zweck des Vibrationsschutzes, der Filtration flüssiger und gasförmiger Fluide usw. eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

RU 2470695 [0004]
RU 2402400 [0007, 0010]

Claims

Verfahren zur Herstellung nabenförmiger dünnwandiger elastisch-poriger Elemente aus Metallgummi, das die Herstellung von spiralförmigen Drahtabschnitten mit einer dem Spiraldurchmesser gleichen Steigung, das Formen aus Spiralabschnitten eines flachen Halbzeugs, sein Einwickeln zu einer Rolle, Einlegen der Rolle in die Pressform, Herstellung des elastischen Mediums innerhalb der Rolle und das Pressen des Halbzeugs in mehreren Arbeitsstufen durch axiales Drücken zusammen mit Elementen des elastischen Mediums, die das axiale Drücken in einen radialen Druck auf die gepresste Rolle umwandeln, einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das flache Halbzeug in einer der Halbzeugfläche perpendikularen Richtung gepresst und die durchschnittliche Dichte ρ₃ des flachen Halbzeugs abhängig von dem äußeren Spiralendurchmesser d₁, dem Draht-Querschnittsdurchmesser d und der Dichte ρ des Drahtmaterials ausgeführt wird, die durch die folgende Relation verbunden sind: ρ₃ = (2.0 – 2.8)/B₁, mit
wobei der Wert des durchschnittlichen Dichte ρ_Π des gepressten Halbzeugs durch die folgende Relation bestimmt wird: ρ_Π = (1.5 – 2.0)/B₂, mit
wobei die Länge des flachen Halbzeugs das 7–15-fache der Halbesumme des äußeren D_H und des inneren D_B Durchmessers der fertigen Nabe beträgt, die Breite größer als die Höhe H_C der fertigen Nabe, aber kleiner als der Wert
ist, und ρ_C die Durchschnittsdichte des Metallgummis der fertigen Nabe ist, wobei das gepresste flache Halbzeug mindestens dreischichtig auf den Elast-Zylinder mit Straffung aufgewickelt wird, bei welcher der äußere Durchmesser der Komposition gleich dem Durchmesser D_H ist, wobei die Höhe des Elast-Zylinders größer als die Breite des gepressten flachen Halbzeugs ausgeführt ist, und der Durchmesser des Elast-Zylinders kleiner als der Durchmesser D_B gemacht ist, wobei die Komposition in die Pressform eingelegt wird, welche die Herstellung des Nabenhalbzeugs mit der Durchschnittsdichte, die um das 1.3–2.2-fache größer als die Dichte des gepressten flachen Halbzeugs ist, mit dem Innendurchmesser D_B und der Wandstärke 0.14 D_H gestattet, und wobei die das Pressen des Nabenhalbzeugs abschließende Arbeitsstufe ausgeführt wird, bis die Durchschnittsdichte ρ_C größer als ρ_Π ist, aber geringer als 0.8 ρ.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nabenhalbzeug von beiden Stirnseiten mit perforierten, den Π-förmigen Meridianschnitt aufweisenden Kreisschienen ausgestattet wird, und die abschließende Arbeitsstufe des Nabenhalbzeug-Pressens in der metallenen Pressform ohne Elaste mit zeitgleichem Einsinken der Stirnseiten des Nabenhalbzeug in die perforierten Kreisschienen mit dem Π-förmigen Meridianschnitt hinein.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flache Halbzeug beim Pressen mit den flachen Oberflächen zwischen elastischen Platten eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flache Halbzeug durch das Walzen zwischen zylindrischen Rollen mit elastischer Beschichtung gepresst wird.