DE1198174B

DE1198174B - Procedure for defining hardened spacer sleeves

Info

Publication number: DE1198174B
Application number: DEC17312A
Authority: DE
Inventors: Wasyly George Hodlewsky
Original assignee: Rex Chainbelt Inc
Current assignee: Rex Chainbelt Inc
Priority date: 1957-08-09
Filing date: 1958-08-06
Publication date: 1965-08-05

Description

Verfahren zum Festlegen von gehärteten Abstandsbuchsen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen von gehärteten Abstandsbuchsen mit ihren Enden in Bohrungen der aus weicherem Werkstoff bestehenden Laschen von Innengliedern für Rollketten, bei die Abstandsbuchsen mit übermaß und unter Verdrängung von Werkstoff in Achsrichtung in die Bohrungen eingepreßt werden.Method of defining hardened standoff bushings The invention relates to a method for fixing hardened spacer sleeves with their ends in holes in the tabs of the inner links made of softer material for Roller chains, with the spacer bushes with oversize and with displacement of material be pressed into the bores in the axial direction.

Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, und man weiß auch, daß eine Oxydschicht bei einer Schrumpfpassung den Haftbeiwert erhöht.Such a process is already known, and it is also known that an oxide layer increases the coefficient of adhesion with a shrink fit.

Es ist weiter bekannt, einen Zylindereinsatz durch Einrosten an der Zylinderwand zu befestigen, d. h., auch bei diesem bekannten Vorschlag wird eine Oxydschicht, nämlich Rost, erzeugt, die dann für die Befestigung des Einsatzes sorgen soll.It is also known to secure a cylinder insert to the cylinder wall by rusting it, i. E. That is, in this known proposal, too, an oxide layer, namely rust, is generated, which is then intended to secure the insert.

Während bei diesen bekannten Vorschlägen die Anwesenheit einer Oxydschicht innerhalb der fertigen Verbindung eine Rolle spielt, hat die Erfindung sich im Gegenteil das Ziel gesetzt, die aneinanderliegenden Flächen oxydfrei zu machen. Die Oberfläche des weicheren Bauteils, nämlich der Lasche, wird beim Einpressen einer härteren Buchse ohne weiteres oxydfrei. Um eine gleiche Wirkung aber auch bei dem härteren Teil zu erzielen, muß dessen Oberfläche im Bereich des Preßsitzes vor dem Einpressen aufgeweicht werden. Die Erfindung geht dabei von der überlegung aus, daß eine bessere Haltbarkeit des Preßsitzes zwischen den erwähnten Teilen dann erzielt werden kann, wenn es gelingt, während des Einpressens blanke Metallflächen miteinander zur Anlage zu bringen. Der Erreichung dieses Zieles steht jedoch die verschieden große Härte der ineinander einzupressenden Teile entgegen, weil hierbei im wesentlichen das die Bohrung der Lasche umgebende Material von der Buchse vor sich hergeschoben wird, so daß sich zwar am engeren Umfang der Bohrung in der Lasche eine blanke Metallfläche bildet, die an der Außenseite der Buchse haftende Oxydschicht nebst den im wesentlichen als vom Ab- schrecken herrührender Ölfilm gebildeten Verschmutzungen aber mit in die Preßverbindung hineingelangen und deren Dauerhaftigkeit beeinträchtigen.While the presence of an oxide layer within the finished connection plays a role in these known proposals, the invention has, on the contrary, set itself the goal of making the adjacent surfaces free of oxide. The surface of the softer component, namely the tab, is easily free of oxide when a harder bushing is pressed in. In order to achieve the same effect on the harder part, its surface must be softened in the area of the press fit before it is pressed in. The invention is based on the idea that better durability of the press fit between the parts mentioned can be achieved if it is possible to bring bare metal surfaces to bear against one another during the pressing. However, the achievement of this goal stands in the way of the different hardness of the parts to be pressed into one another, because here essentially the material surrounding the hole in the bracket is pushed forward by the socket, so that there is a bare metal surface at the narrower periphery of the hole in the bracket forms, which adheres to the outside of the sleeve together with the oxide film substantially as from the exhaust herrührender oil film formed deter contamination but pass into the press connection and impair their durability.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß vor dem Einpressen die Oberflächenhärte der Abstandsbuchsen in einer dünnen Schicht in an sich bekannter Weise durch Beizen im wesentlichen auf die Härte des Laschenwerkstoffes herabgesetzt wird. Hierdurch wird die Haltbarkeit des Preßsitzes erheblich verbessert, was auch dadurch bewirkt wird, daß sich beide Flächen beim Einpressen gegenseitig abarbeiten und damit auf einer größtmöglichen Fläche aneinander in Berührung kommen. Dies bedeutet also, daß die Oberflächengüten durch das Einpressen bei beiden Teilen verbessert werden.To solve this problem, the method mentioned at the beginning is used in a method Kind according to the invention provided that the surface hardness of the before pressing Spacer sleeves in a thin layer in a known manner by pickling is reduced essentially to the hardness of the plate material. Through this the durability of the press fit is significantly improved, which also causes it is that both surfaces work off each other when pressed and thus on come into contact with each other over the largest possible area. So this means that the surface quality is improved by pressing in both parts.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigt F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Stückes einer eintrummigen Rollenkette, F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Kette in einer mit dem Teilkreis derKette zusammenfallendenEbene, F i g. 3 eine Schnittdarstellung des Werkzeugs, mit dem die Buchse in die Bohrung der Buchsenplatte eingepreßt werden kann, und F i g. 4 den Querschnitt einer Kante der Buchse in vergrößerndem Maßstab, wobei die Buchse in die Platte eindringt mit der Darstellung der Einsatzhärte der Buchse durch eine Reihe von Linien.Further advantages and details of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawing. In this FIG. 1 is a schematic view of a piece of a single-strand roller chain, FIG . 2 shows a longitudinal section through the chain in a plane coinciding with the partial circle of the chain, FIG . 3 is a sectional view of the tool with which the bushing can be pressed into the bore of the bushing plate, and FIG . Figure 4 shows the cross-section of an edge of the bushing on an enlarged scale, the bushing penetrating the plate, with a series of lines showing the case hardness of the bushing.

Die in den Zeichnungen abgebildete Kette 1 weist ein Paar Stiftplatten 2 und Buchsenplatten 3 auf, die durch die festen Stifte 4 bzw. die Buchsen 5 in denen sich die Buchsenstifte befinden, miteinander verbunden sind. Die Rollen 6 sitzen lose auf den zugeordneten Buchsen 5 der Buchsenplatten 3. The chain 1 shown in the drawings has a pair of pin plates 2 and socket plates 3 which are connected to one another by the fixed pins 4 and the sockets 5 in which the socket pins are located. The rollers 6 sit loosely on the assigned bushings 5 of the bushing plates 3.

Die Stifte 4 und die Buchsen 5 bilden die Gelenkteile der Kette. Die Stifte 4 sind der Biegung ausgesetzt und bestehen aus Kohlenstoffzahl, der die an den Enden der Stifte durch die zugeordneten Platten 2 auftretenden Kräfte aufnimmt. Die Stifte drehen sich in Buchsen 5 und sind, um eine unnötige Abmitzung zu vermeiden, gehärtet, so daß sich eine gehärtete Oberfläche ergibt, ohne den ganzen Stift spröde zu machen und der Gefahr des Bruches auszusetzen. Die Stifte4, die sich nur in den Buchsen drehen sollen, sitzen mit Preßsitz in den Bohrungen der Stiftplatten2, damit sich die Stifte nicht in den Stiftplatten drehen, und sind an den Enden 7 so ausgebildet, daß sie bei dem letzten Arbeitsgang des Kettenzusammenbaues die Stiftplatten 2 auf den Stiften halten.The pins 4 and the bushings 5 form the joint parts of the chain. The pins 4 are subject to bending and consist of carbon number, which absorbs the forces occurring at the ends of the pins by the associated plates 2. The pins rotate in sockets 5 and, in order to avoid unnecessary deburring, are hardened so that a hardened surface results without making the whole pin brittle and exposing it to the risk of breakage. The pins 4, which are only intended to rotate in the sockets, sit with an interference fit in the bores of the pin plates 2 so that the pins do not rotate in the pin plates, and are designed at the ends 7 so that they the pin plates in the last operation of the chain assembly 2 hold on the pins.

Die Buchsen 5 bestehen aus Blech, das in einzelne Stücke der gewünschten Länge geschnitten wird und zu der gewünschten Form gewickelt wird. Da sie der Abnutzung durch die Stifte ausgesetzt sind, die sich darin drehen und durch die Rollen 6, die darauf zwischen den Platten 3 liegen, sind die Buchsen 5 als Schutz gegen Verschleiß gehärtet.The bushings 5 are made of sheet metal which is cut into individual pieces of the desired length and wound into the desired shape. Since they are subject to wear by the pins rotating therein and by the rollers 6 resting thereon between the plates 3 , the bushings 5 are hardened as protection against wear.

Bei der normalen Kettenherstellung werden beide Buchsen in einem einzigen Arbeitsgang mit den Rollen 6 zwischen zwei Buchsenplatten wie es in F i g. 3 dargestellt ist, zusammengebaut, wobei die untere Buchsenplatte 3 a zuerst auf den Block 8 mit den Führungen 9 gelegt wird, die sich nach oben durch die Bohrungen der Platte erstrecken, und die Buchsen 5 werden auf Führungen 9 gelegt, damit sie #n die öffnungen eindringen können. Die Rollen 6 werden über die zugeordneten Buchsen 5 gebracht, damit sie auf der Platte 3a ruhen, und die obere Platte 3 b wird dann auf die oberen Enden der Buchsen gesetzt, damit sie durch den Stößel 10 nach unten gedrückt werden. Sowohl der Block 8 als auch der Stößel 10 sind mit geeigneten in den Zeichnungen nicht dargestellten Anschlageinrichtungen versehen, damit die Platten 3 a und 3 b in bezug auf die Buchse 5 und die Führungen 9 richtig liegen.In normal chain production, both bushings are made in a single operation with the rollers 6 between two bushing plates as shown in FIG . 3 is shown assembled, the lower socket plate 3 a is first placed on the block 8 with the guides 9 extending up through the holes in the plate, and the sockets 5 are placed on guides 9 so that they #n the openings can penetrate. The rollers 6 are brought over the associated bushings 5 so that they rest on the plate 3a, and the upper plate 3b is then placed on the upper ends of the bushings so that they are pushed down by the plunger 10. Both the block 8 and the plunger 10 are provided with suitable stop devices, not shown in the drawings, so that the plates 3 a and 3 b are correctly positioned with respect to the bush 5 and the guides 9.

Wenn die Buchsen in die öffnungen der zugeordneten Platten durch Preßsitz gebracht werden, so wird ein Teil des Filmes auf beiden Teilen abgequetscht, so daß sich unbeschädigte Flächen ergeben, die ebenfalls unbeschädigte und unbeeinträchtigte Flächen des anderen Teiles berühren. Bei einem gegebenen Druck, der durch den Preßsitz bestimmt wird, wird die Befestigung von Buchse und Platte auf mechanischem Wege durch Reibung im Verhältnis der Zunahme der Berührungsfläche erzielt.When the sockets are press fit into the openings of the associated plates are brought, part of the film is squeezed off on both parts, so that there are undamaged areas, which are also undamaged and unimpaired Touch the surfaces of the other part. At a given pressure caused by the interference fit is determined, the fastening of the bushing and plate is done mechanically achieved by friction in proportion to the increase in contact area.

Erfindungsgemäß werden die Buchsen 5 vor dem Einpressen in die Löcher der Platten 3 in ein mildes Beizmittel getaucht, das erforderlich ist, damit nur die mechanische Widerstandsfähigkeit des Oberflächenfilmes des Metalls vermindert wird. Da der Betrieb der Kette es erfordert, daß die Buchsen gehärtet werden, damit sie gegen Verschleiß widerstandsfähig sind, und die Platten angelassen werden, damit sie widerstandsfähig sind und nicht gleich ermüden, bewirkt diese Beizung eine mechanische Schwächung der Buchsenoberfläche, so daß ihr Widerstand gegen mechanische Einflüsse mehr demjenigen an der Oberfläche der Platte entspricht, d. h., der bedeutende Unterschied der Oberflächen der Buchse und Platte Wird vermindert, in dem der härtere der beiden Teile gebeizt wird. Wenn die Teile außerdem in einem Nitritbad brüniert worden sind, so sind diese Unterschiede etwas größer, und die Wirkung der Beizung der Buchse ist etwas höher. Jedenfalls wird nach dem Pressen der gebeizten Buchsen in die Löcher der zugeordneten Platten ein größerer Prozentsatz des Oberflächenfilms der Buchse entfernt und befindet sich eine größere Fläche der zusammengesetzten Teile in inniger Berührung von Metall gegen Metall.According to the invention, before being pressed into the holes in the plates 3 , the bushings 5 are immersed in a mild pickling agent which is necessary so that only the mechanical resistance of the surface film of the metal is reduced. Since the operation of the chain requires that the bushings be hardened so that they are resistant to wear, and the plates are tempered so that they are strong and do not tire immediately, this pickling causes a mechanical weakening of the bush surface so that it is resistant to mechanical influences correspond more to those on the surface of the plate, d. that is, the significant difference in the surfaces of the sleeve and plate is reduced by pickling the harder of the two parts. If the parts have also been burnished in a nitrite bath, these differences are somewhat greater and the effect of pickling the bush is somewhat greater. In any event, after the pickled bushings are pressed into the holes of the associated plates, a greater percentage of the surface film of the bushing is removed and a greater area of the assembled parts is in intimate metal-to-metal contact.

Der Beizvorgang ergibt eine stark verbesserte mechanische Befestigung, die demLösen derBuchseeinen größeren Widerstand entgegensetzt und das Auftreten von festen Gliedern in der Kette verhindert.The pickling process results in a greatly improved mechanical fastening, which offers greater resistance to loosening of the socket and the occurrence prevented by fixed links in the chain.

Eine typische Kette der genannten Art, die hier beschrieben ist, hat eine Teilung von 1 cm, eine Breite von 11 mm und Buchsenplatten, die aus einem Kohlenstoff-Stahlblech 1050 von 1,3 mm Stärke hergestellt sind. Die Buchsenlöcher werden hergestellt und dann durch Hindurchdrücken einer überdimensionierten gehärteten Stahlkugel durch die Löcher poliert. Die übergröße der Kugeln kann 0,11 mm betragen, so daß fertige Löcher von 5 mm Durchmesser entstehen. Die Platten werden dann geputzt, gereinigt, auf eine Härte von Rc 55 wärmebehandelt und auf eine Härte Rc 42-45 wegen der Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung angelassen. Nach erneutem Reinigen werden die Platten in einem Nitritbad von 320 1 C brüniert, das den Platten ein besseres Aussehen und einen Schutz gegen Rost verleiht.A typical chain of the type mentioned, which is described here, has a pitch of 1 cm, a width of 11 mm and socket plates which are made from a carbon steel sheet 1050 of 1.3 mm thickness. The socket holes are made and then polished by pushing an oversized hardened steel ball through the holes. The oversize of the balls can be 0.11 mm, so that finished holes with a diameter of 5 mm arise. The panels are then brushed, cleaned, heat treated to a hardness of Rc 55 and tempered to a hardness of Rc 42-45 for their toughness and resistance to fatigue. After renewed cleaning, the panels are burnished in a nitrite bath at 320 1 C , which gives the panels a better appearance and protection against rust.

Die Buchsen werden aus Blech von 0,2%igem Kohlenstoffstahl hergestellt, das eine Stärke von von 8 mm hat und eine Länge von 7,5 mm. Das Blech wird dann zu einem Durchmesser von 5 mm gerollt. Nach dem Rollen werden die Buchsen einsatzgehärtet und in öl oder Wasser abgeschreckt, damit sich eine Einsatzhärte von Rc 60 und einer Tiefe von 0,15 mm ergibt.The bushings are made from sheet metal of 0.2% carbon steel, which has a thickness of 8 mm and a length of 7.5 mm. The sheet is then rolled to a diameter of 5 mm. After rolling, the bushings are case-hardened and quenched in oil or water, so that a case hardness of Rc 60 and a depth of 0.15 mm results.

Der Festsitz von 7,9 mm zwischen der üblichen ungebeizten Buchse und den Platten hatte bei einer Reihe von Versuchen eine Durchschnittsfestigkeit von 100 kg. Bei jedem Versuch wurde eine einzelne Buchse mit befestigter Platte in eine Presse gesetzt und eine Kraft auf das Ende der Buchse in dem Loch der Platte ausgeübt, die parallel zu der Buchsenachse wirkte.The 7.9 mm interference fit between the usual unpickled bushing and the panels had an average strength of 100 kg in a series of tests. For each experiment, a single bushing with the plate attached was placed in a press and a force applied to the end of the bushing in the hole in the plate, acting parallel to the axis of the bushing.

Die gleichen Versuche wurden auch mit Platten und Buchsen gemacht, die vor dem Einpressen in die Buchsenlöcher der Platten gebeizt worden waren. Bei diesen Versuchen betrug die Durchschnittsfestigkeit 300 kg. The same tests were also made with plates and bushings that had been pickled prior to being pressed into the bushing holes of the plates. In these tests the average strength was 300 kg.

Bei den gebeizten Buchsen handelte es sich um verschiedene Gruppen in verdünnter Salpetersäure mit Alkohol sowie in verdünnter Natronlauge gebeiztenBuchsen; auchdieBeizzeitenwurden variiert. Konzen- Bad tration, Zeit Haltekraft Gewicht 0,5 5 750 1,0 5 750 Salpetersäure 2,0 5 650 in Wasser bei 21' C 4,0 3 650 6,0 3 650 9,0 3 600 1,0 5 800 Salpetersäure 2,0 5 750 in Alkohol bei 210 C 4,0 5 700 8,0 3 750 50 * 4 525 Verdünnte Natronlauge 50 * 8 575 bei 121 bis 138' C 50 * 12 675 11 50* 20 725 Enthält 16 % Natrium- und Kaliumnitrat Um die Vorteile des Beizens der Buchsen zu demonstrieren, wurde jeweils eine Zahl derartiger Ketten aus zwei Abschnitten hergestellt. Der erste Ab- schnitt bestand aus ungebeizten Buchsen, der zweite Abschnitt wies in der zuvor beschriebenen Weise gebeizte Buchsen auf. Diese Ketten ließ man über Kettenräder mit hoher Geschwindigkeit und unter beträchtlicher Belastung verschiedene Zeit lang laufen, bis sich an den Ketten mindestens mehrere feste Glieder bzw. Verbindungsstellen gebildet hatten, an denen die Buchsenplatten fest an den Stiftplatten anlagen. Diese festen Verbindungsstellen traten nur bei den ersten Abschnitten der Kette auf. Die zweiten Abschnitte der Kette waren in jedem Fall noch voll betriebsfähig und frei drehbar.The pickled sockets were different groups in dilute nitric acid with alcohol and sockets pickled in dilute caustic soda; the pickling times were also varied. Concentrate Bad tration, time holding power weight 0.5 5 750 1.0 5 750 Nitric acid 2.0 5 650 in water at 21 ° C 4.0 3650 6.0 3,650 9.0 3,600 1.0 5800 Nitric acid 2.0 5 750 in alcohol at 210 C 4.0 5 700 8.0 3,750 50 * 4,525 Diluted caustic soda 50 * 8 575 at 121 to 138 'C 50 * 12 675 11 50 * 20 725 Contains 16 % sodium and potassium nitrate To demonstrate the benefits of pickling the bushes, a number of such chains were made from two sections. The first section consisted of unpickled jacks, the second section had stained jacks on in the manner described above. These chains were allowed to run over sprockets at high speed and under considerable load for various times until at least several fixed links or joints had formed on the chains at which the socket plates were firmly attached to the pin plates. These tight joints only appeared on the first few sections of the chain. The second sections of the chain were in any case still fully operational and freely rotatable.

Eine Untersuchung dieser Ketten zeigte eine einwandfreie unbeeinträchtigte mechanische Beschaffenheit zwischen den Platten und den gebeizten Buchsen des zweiten Abschnitts dieser Ketten.An examination of these chains showed a flawless, unimpaired one mechanical condition between the plates and the pickled sockets of the second Section of these chains.

Außerdem ergab die Prüfung dieser Ketten, daß die gebeizten Buchsen weniger abgenutzt waren, und zwar infolge der besseren Schmierung zwischen den gehärteten Flächen des Stiftes und der gebeizten Fläche der Buchse.In addition, the test of these chains showed that the pickled bushings less worn due to better lubrication between the hardened ones Surfaces of the pin and the pickled surface of the socket.

Die Beizung beeinträchtigt nicht merklich die Einsatzhärtung der Buchsen oder die Widerstandsfähigkeit der Buchse gegen Bruch durch die Kettenradzähne. Die innige Berührung von Metall gegen Metall, die zwischen der Buchse und der Buchsenplatte unter Druck, wie zuvor beschrieben, auftritt, kann gleichfalls als eine kalte Verbindung bzw. Schweißung der beiden Teile angesehen werden.The pickling does not noticeably affect the case hardening of the bushes or the bushing's resistance to breakage by the sprocket teeth. the intimate contact of metal against metal between the socket and the socket plate occurs under pressure, as previously described, can also be considered a cold compound or welding of the two parts.

Claims

Patentansprach: methods are pressed to set the cured spacer sleeves with their ends in bores of the group consisting of softer material plates of inner links of roller chains, wherein the spacer sleeves'drängung Ver-overs and of material in the axial direction into the bores, boiled characterized indicates that, prior to pressing in, the surface hardness of the spacer sleeves (5) is reduced in a thin layer in a known manner by pickling essentially to the hardness of the strap material. Documents considered: German Patent No. 699 215; "Workshop technology and mechanical engineering", September 1951, pp. 359/360; Vogel, "Handbuch der Metallbeizerei, 11", 1951, p.450