DE1136163B

DE1136163B - Pressure-tight connection of cracked or broken workpieces made of cast iron materials, especially gray cast iron

Info

Publication number: DE1136163B
Application number: DEJ13894A
Authority: DE
Inventors: Rolf Joeres
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-10-15
Filing date: 1957-10-15
Publication date: 1962-09-06

Description

Druckdichte Verbindung von gerissenen oder gebrochenen Werkstücken aus gegossenen Eisenwerkstoffen, insbesondere Grauguß Seit Jahren werden gebrochene oder gerissene Werkstücke, insbesondere aus Gußeisen, durch bekannte Nietverfahren wieder vollwertig instand gesetzt. Diese Nietverfahren werden sowohl als Kaltwie auch als Warmnietverfahren ausgeführt. In den meisten Fällen werden vorgeformte Riegel aus Sondermetall-Legierungen, die infolge größter Kaltverformbarkeit mit entsprechender Kaltverfestigung hohe Zugfestigkeitswerte ohne Wärmeeinwirkung erreichen, benutzt.Pressure-tight connection of cracked or broken workpieces Made of cast iron materials, especially gray cast iron. For years, broken or cracked workpieces, in particular made of cast iron, by known riveting processes fully repaired again. These riveting methods are both cold and also carried out as a hot riveting process. In most cases it will be preformed Bars made of special metal alloys, which, as a result of the greatest cold formability, with corresponding work hardening achieve high tensile strength values without the influence of heat, used.

Nach den bekannten Verfahren werden an den beschädigten Werkstücken, meistens aus Grauguß gefertigt, mittels geeigneter Vorrichtungen senkrecht zum Riß Ausnehmungen in. entsprechenden Abständen ausgearbeitet. Bei diesen Ausnehmungen bleibt ein gewisser Teil der Gußwandstärke im Grund stehen. In diese Ausnehmungen werden die Metallriegel eingetrieben und anschließend verstemmt, so daß sie seitlich und zum Teil im Grund fest zur Anlage kommen. Entsprechend der Werkstückwandstärke liegen in einer Ausnehmung zum Teil mehrere Metallriegel übereinander. Die quer zum Riß verlaufenden Metallriegel ergeben durch die hohe Zugfestigkeit des Riegelmaterials in ihren Querschnitten zusammen, je nach Riegelabstand, annähernd die gleiche Zugbelastbarkeit wie der gesamte Gußbruchquerschnitt mit der an sieh geringen Festigkeit des Gußeisens. Soll ein derartiger Riß druckdicht mittels Metallriegeln repariert werden, so wird der verbleibende Riß, soweit er nicht durch die vorgenannten eingelassenen Riegel überdeckt ist, von Riegel zu Riegel z. B. durch überfassende Kettenbohrungen mit Metallschraubstiften aus geeignetem Sondermaterial verstemmt. Bei der Reparatur thermisch beanspruchter Gußeisenwerkstücke ist neben der Warmfestigkeit des gewählten Riegelmaterials die geeignete Wärmeausdehnung zu berücksichtigen.According to the known methods, on the damaged workpieces, mostly made of gray cast iron, using suitable devices perpendicular to the crack Recesses worked out at appropriate intervals. With these recesses a certain part of the cast wall thickness remains in the ground. In these recesses the metal bars are driven in and then caulked so that they are laterally and some of them are firmly planted in the ground. According to the workpiece wall thickness there are sometimes several metal bars on top of each other in a recess. The cross Metal bars running towards the crack result from the high tensile strength of the bar material in their cross-sections together, depending on the transom spacing, approximately the same tensile strength like the entire broken cast cross-section with the low strength of cast iron. If such a crack is to be repaired in a pressure-tight manner by means of metal bolts, then the remaining crack, insofar as it is not through the aforementioned let-in bolts is covered, from bolt to bolt z. B. with comprehensive chain holes Metal screw pins made of suitable special material caulked. When repairing thermally stressed cast iron workpieces is in addition to the heat resistance of the selected Locking material, the appropriate thermal expansion must be taken into account.

Will man aber flüssigkeits- und gasdichte Reparaturen durch Metallriegel an durch Riß oder Bruch be- schädigten Werkstücken ausführen, so ergeben sich des öfteren, insbesondere bei höheren Drücken, Schwierigkeiten. Beim Ausarbeiten der Ausnehmungen für Metallriegel, -blöcke und -stifte verbleiben im Grund des Werkstückes kegelförmige Ausnehmungen der Spiralbohrer als Hohlräume zurück. Ebenfalls erfolgt meist kein gleichmäßig tiefes Ausbohren der vielen Bohrlöcher, so daß im Grund nach dem Einstemmen der Riegel oft entsprechende Hohlräume verbleiben. Bei der Kettenbohrung durch Metallschraubstifte sind gleiche Abdichtungsschwierigkeiten durch Gewindepassungen und Hohlräume im Gewindegrund vorhanden. Obwohl man in den meisten Fällen die gewünschte Festigkeit durch das Einnieten von Riegeln erreicht, scheitert des öfteren die gesamte Reparatur bei geforderter Druckdichtigkeit infolge der geschilderten Schwierigkeiten.If you want to but liquid- and gas-tight repairs carried out by metal latch on are damaged by crack or fracture workpieces so arise frequently, especially at higher pressures, difficulties. When working out the recesses for metal bolts, blocks and pins, conical recesses of the twist drill remain in the base of the workpiece as cavities. Likewise, there is usually no uniformly deep drilling out of the many boreholes, so that in the bottom after the bolts have been mortised in, corresponding cavities often remain. In the case of chain drilling with metal screw pins, there are the same sealing difficulties due to thread fits and cavities in the thread root. Although in most cases the desired strength is achieved by riveting bolts, the entire repair often fails when the pressure tightness is required due to the difficulties described.

Um diese zu überwinden, ist schon versucht worden, in den Ausnehmungsgrund eine Dichtungsmasse aus Metall, welches im kalten Zustande flüssig ist, oder eine Dichtungsmasse, die sich wie Metall verhält, oder eine andere passend gewählte Substanz einzubringen. Infolge der mangelnden Haftung von im kalten Zustand flüssigen Metallen (z. B. Almagame) oder anderen üblichen Dichtungsmassen an dem Gußeisenwerkstoff der Ausnehmung und an dem Riegelmaterial ist durch diese Maßnahme nur schwer eine dauernde Dichtigkeit der ausgeführten Reparatur zu erzielen, sofern die Dichtigkeit nicht durch das einfache Einnieten von Riegeln und Gewindestiften erreicht werden kann.In order to overcome this, attempts have already been made to go into the recess ground a sealing compound made of metal, which is liquid when cold, or a Sealant that behaves like metal, or some other suitably chosen substance bring in. As a result of the poor adhesion of metals that are liquid when cold (e.g. Almagame) or other common sealing compounds on the cast iron material the recess and on the locking material is difficult due to this measure to achieve permanent tightness of the repair carried out, provided the tightness cannot be achieved by simply riveting bolts and grub screws can.

Durch die fortschreitende Entwicklung von Kunststoffen -ii der Technik wurden in den letzten Jahren Kunststoffe geschaffen, die eine außerordentliche Haftfähigkeit zu fast allen anderen Werkstoffen aufweisen. Zu diesen Kunststoffen gehören als Duroplaste z. B. Epoxydharze, ungesättigte Polyesterharze, Silikonkautschuk und modifizierte chemische Abwandlungen der Kunststoffe.Due to the advancing development of plastics -ii technology In recent years, plastics have been created that have extraordinary adhesive properties to almost all other materials. These plastics include as Thermosets e.g. B. epoxy resins, unsaturated polyester resins, silicone rubber and modified chemical modifications of plastics.

Die Anwendung derartiger Kunststoffe zur Abdichtung von Gußstücken bzw. zu deren Imprägnierung ist an sich bekannt. Weiterhin gilt es als bekannt, den verschiedensten Kunststoffen Streckungsmittel beizufügen. Desgleichen verändern Bekannterweise Gewebeeinlagerungen in Kunststoffen deren mechanische Eigenschaften. Hochdruckdichte Reparaturen lassen sich aber mit allen bisher bekannten Kunststoffen allein nicht ausführen. Die Kunststoffe erreichen nach dem Erhärten wesentlich geringere mechanische Werte (Zugfestigkeit und Scherfestigkeit) als die Werkstoffe der Gußstücke.The use of such plastics for sealing castings or their impregnation is known per se. It is also known to add an extender to a wide variety of plastics. Change the same way It is known that tissue deposits in plastics have their mechanical properties. High pressure repairs but can be compared with all previously known Do not run plastics alone. The plastics reach after hardening significantly lower mechanical values (tensile strength and shear strength) than the Materials of the castings.

Um Risse und Brüche, d. h. auch absolut getrennte Werkstücke, insbesondere aus Gußeisen, gegen sehr hohe Drücke abzudichten, wird in an sich bekannter Weise, vor dem Einsetzen der -Metallriegel, der -blöcke, -schraubstifte, zylindrischen -stifte, -kerbstifte usw. in die metallisch gereinigten und entfetteten Ausnehmungen für die Riegel oder Blöcke bzw. die Schraublöcher ein Dichtungsmittel eingebracht.To avoid cracks and breaks, i.e. H. also absolutely separate workpieces, in particular made of cast iron, to be sealed against very high pressures, in a manner known per se, before inserting the -metal bolts, -blocks, -screw pins, cylindrical pins, grooved pins, etc. in the metal-cleaned and degreased recesses for the bolts or blocks or the screw holes introduced a sealant.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, als Dichtungsmittel erhärtenden Kunststoff zu verwenden, dem pulverförmige oder körnige, metallische und/oder nichtmetallische Stoffe beigemischt sind. Es können hierfür unter anderem synthetischer Kunststoff der Grippen Polymerisate, Kondensate oder Polykondensate zur Anwendung gebracht werden. Es sind hiervon sowohl insbesondere kalthärtende Duroplaste als auch beschränkt Thermoplaste zu verwenden. Diese Kunststoffe gehen nach üblicher Verarbeitung eine außerordentlich gute, elastische Haftung mit metallischen Werkstoffen ein.According to the invention it is now proposed to harden as a sealant Use plastic, the powdery or granular, metallic and / or non-metallic Substances are mixed in. Synthetic plastic can be used for this purpose, among other things der Grippen polymers, condensates or polycondensates applied will. There are also, in particular, cold-curing thermosetting plastics To use thermoplastics. These plastics go into a normal processing exceptionally good, elastic adhesion with metallic materials.

Durch das Eintreiben der Metallriegel, -blöcke, -schraubstifte, zylindrischen -stifte usw., die als Preßstempel wirken, wird der Kunststoff bis in die kleinsten Hohlräume und in den Riß gepreßt und erhärtet entsprechend der Art des verwendeten Kunststoffes, wobei er mit der Werkstück- und Riegeloberfläche eine sehr gute Haftung eingeht.By driving in the metal bolts, blocks, screw pins, cylindrical -pins, etc., which act as a ram, the plastic is down to the smallest Voids and pressed into the crack and hardened according to the type of used Plastic, whereby it adheres very well to the workpiece and bar surface comes in.

Die als Preßstempel verwendeten Metallriegel und -stifte usw. verbleiben nach dem Einpressen der Kunststoffe als Abschluß der Kunststoffeinlage oben und werden vernietet. Die Kunststoffeinlagen werden als Hohlraumeinschlüsse hinter den äußeren Riegelverschlüssen nur auf Druck beansprucht und können seitlich nicht ausweichen. Da Kunststoffe Druckkräfte sehr gut übertragen, werden Dichtigkeiten bis zu äußerst hohen Drücken erreicht. Um bei thermisch beanspruchten Werkstücken die Kunststoffeinlage elastisch zu halten bzw. in ihrem Ausdehnungsverhalten dem Gußwerkstoff anzupassen, wird dem Kunststoff metallisches oder nichtmetallisches Pulver zugesetzt, so daß der Kunststoff um die Pulverkörner ein elastisches Netzwerk bildet. Die eingebrachten Pulver dienen hier also nicht als Füllstoffe, die dem Kunststoff oft aus Ersparnisgründen beigemengt werden. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Kunststoffeinlagen und zur Veränderang ihrer physikalischen Eigenschaften, wie der Ausdehnung und Wärmeleitfähigkeit, können in die Kunststoffe Gewebe oder ganzflächige Einlagen, z. B. dünne Bleche allein oder mit anderen Pulverwerkstoffen eingebracht werden.The metal bars and pins, etc. used as press rams remain after pressing in the plastics as a conclusion of the plastic insert above and are riveted. The plastic inserts are used as cavity inclusions behind the outer bolt locks are only subjected to pressure and cannot move sideways. Since plastics transfer compressive forces very well, leaks become extremely high high pressures reached. To remove the plastic insert for thermally stressed workpieces to keep elastic or to adapt their expansion behavior to the cast material, metallic or non-metallic powder is added to the plastic so that the plastic forms an elastic network around the powder grains. The brought in Powders are not used here as fillers, which are often used in plastic for reasons of economy be added. To increase the mechanical strength of the plastic inserts and to change their physical properties, such as expansion and thermal conductivity, can be used in the plastics fabric or full-surface deposits, z. B. thin sheets be introduced alone or with other powder materials.

Nach dem Vernieten der Metallriegel, -stifte in den vorher mit Kunststoffeinlage versehenen Ausnehmungen können die Riegel und Stifte mit dem umgebenden Gußwerkstoff leicht überschweißt und dann anschließend mit einem Kunststoff der vorbeschriebenen Art überzogen werden. Desgleichen kann die Riegelverbindung an der Werkstückoberfläche ohne vorherige Schweißung, insbesondere bei porösem Guß, zur Erzielung erhöhter Druckdichtigkeit mit geeignetem Kunststoff, eventuell farbgleich mit dem Gußeisen, gut haftend überzogen werden. Die gleichen geschilderten Verbindungsarten sind möglich, falls das Werkstück nicht aus Grauguß, sondern aus anderen gegossenen Eisenwerkstoffen besteht.After riveting the metal bars, pins in the previously with plastic insert provided recesses can the bolts and pins with the surrounding cast material slightly over-welded and then subsequently with a plastic of the above-described Kind of be coated. Likewise, the bolt connection on the workpiece surface without prior welding, especially with porous casting, to achieve increased Pressure tightness with suitable plastic, possibly the same color as the cast iron, be coated with good adhesion. The same connection types described are possible, if the workpiece is not made of gray cast iron, but of other cast iron materials consists.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Pressure-tight connection of cracked or broken Workpieces made of cast iron materials, using in perpendicular to the parting line arranged recesses of inserted metal bars strengthened by the riveting process, as well as screw pins attached along the parting line, for sealing the parting line into the recesses for the bolts and screw holes before inserting the metal bolts and screw pins, a sealing means is introduced, characterized in that as a sealant known hardening plastic is used, the powdery or granular, metallic and / or non-metallic substances are added.

2. Pressure-tight connection according to claim 1, characterized in that in the plastics metallic or non-metallic fabrics or full-area inlays are introduced are..

3. Pressure-tight connection according to claim 1 and 2, characterized in that that the solidified metal bars or pins welded over and / or with plastic are coated. Documents considered: French patent specification No. 954 532; British Patent No. 570,749; U.S. Patent No. 2,436,078; Magazines: »Foundry«, from 4.7. 1957, pp. 409, 410; »Forging and welding«, 1956, no. 12, pp. 3, 4; "Construction", 1954, no. 11, pp. 435 to 439.