DE1811010A1

DE1811010A1 - Verfahren zum gegenseitigen Verbinden von Metallteilen,insbesondere zur Herstellung von Stossverbindungen

Info

Publication number: DE1811010A1
Application number: DE19681811010
Authority: DE
Inventors: Ludwig Grueter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-04
Filing date: 1968-11-26
Publication date: 1970-05-21

Description

Verfahren zinn gegenseitigen Verbinden von Metallteilen, insbesondere zur Herstellung von Stossverbindungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gegenseitigen Verbinden von Netallteilen und bezweckt insbesondere die Herstellung von fugenlos erscheinenden Stossverbindungen.
Die für diesen Zweck bisher angewandten Verbindungsverfahren, wie Schrauben, Nieten, Schweissen, Löten, Kleben usw., haben alle den Nachteil, dass es schwierig und unter Umständen sogar unmöglich ist, die miteinander zu verbindenden Netallteile durch das Verbindungsmittel zusammenzuziehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht demgegenüber die Herstellung von Stossverbindungen, bei denen da.
Verbindungsmittel auf die verbundenen Netallteile eine dauernd wirkende Kraft ausübt, welche die Metallteile an den Stossflächen aneinanderpreset. Nach diesem Verfahren werden die Metallteile an ihren Stossflächen mit einander gegenüberliegenden, sich nach innen erweiternden Ausnehmungen versehen, welche bei zusammengefügten Metallteilen einen zusammenhängenden Hohlraum bilden. In diesen Hohlraum wird erwärmtes, den Hohlraum ausfüllendes Metall eingebracht, das beim Erkalten die Metallteile zusammenzieht.
Die Ausnehmungen kennen hinterschnittene Nuten sein, und in den durch diese Nuten gebildeten Hohlraum kann ein passend profiliertes Verbindungsstück eingeschrumpft werden.
Eine andere, weitere Vorteile bietende Nöglichkeit besteht darin, den Hohlraum mit dem Verbindungemetall auszugiessen.
Anhand der Zeichnung werden einige Ausführungs- und Anwendungsbeispiele der Erfindung nähererläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 Stosastefle zweier Netallteile mit iusnehmungen und ein dazu passendes Verbindungsstück; Fig. 3 bis 5 verschiedene Hilfsmittel zur Fixierung der gegenseitigen Lage der Metallteille; Fig. 6 Stossatefle zweier Metallteile mit anderer Form der Ausnehmungen; Fig. 7 Anordnung zum Ausgiessen des durch die Ausnehmungen der Metallteile gebildeten Hohlraumes; Fig. 8 gegossene Stossverbindung mit zusätzlichen Porteilen zur Lagefixierung der metallteile; Fig. 9 Element zum Anfbau eines mit langgestreckter Kante aus Hartmetall ausgerüsteten Werkstückes; Fig. 10 ein aus Elemmenten nach Fig. 9 aufgebautes Werkstück; Fig. U und 12 Element und Werkstück, ähnlich wie in den Fig. 9 und XOt jedoch mit anderer Form der Ausnehmungen; Fig. 13 Anwendung des erfindungsgeiässen Verfahrens zun Verbinden mehrerer Metallteile unter sich und zugleich mit einer gemeinsamen Metallschiene; Fig. 14 Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zum gegenseitigen Verbinden von Scheibensektoren.
gemäss Fig. 1 sind die beiden teilweise dargestellten Metallteile, mit 1 und 2 bezeichnet, an der Stossstelle 3 miteinander zu verbinden. Sie sind zu diesem zweck an ihren Stossflächen mit T-förmigen Nuten 4 bzw. 5 versehen, die einander gegenüber liegen und einen zusammenhängenden Hohlraun bilden. In diesen Hohlraum wird nun ein passend profiliertes Verbindungsstück, beispielsweise aus dem gleichen Metall wie die Metallteile 1 und 2, eingeschrumpft. Dieses Verbindungsstück ist in Fig. 2 dargestellt und mit 6 bezeichnet0 Bs besteht aus zwei Köpfen 7 und 8 und einem diese verbindenden Steg 9. Der Abstand b der Köpfe 7 und 8 ist im kalten Zustand des Verbindungsstückes kleiner und in warmem Zustand desselben grösser als der Abstand a der durch die innere Erweiterung der Huten 4 und 5 gebildeten Schultern 10 bzw. 11 der metallteile 1, 2, so dass nach dem Erkalten des warm eingesetsten Verbindungsstückes dessen Köpfe 7, 8 gegen die Schultern 10, il drücken und auf diese Weise die beiden Metallteile 1, 2 gegeneinander pressen.
Bei der beschribenen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens sind in gewissen Fällen besondere Hilfemittel zur Fixierung der gegenseitigen Lage der Metallteile 1, 2 erforderlich. Gemäss den Fig. 3 bis 5 können dazu beispielsweise Keile oder Stifte vorgesehen sein. Nach den Fig. 3 und 4 ist je eine eckige bzw. runde Keilnut 12 bzw.
13 in den MetAllteilen 1, 2 vorgesehen, welche durch die Stossfläche 3 unterteilt wird und senkrecht zur Längsrichtung der Nuten 4, 5 verläuft. Sie dienen zur Aufnahme eines eckigen bzw. runden Keils a4 bzw. 15. Demgegenüber sind nach Fig. 5 Paßstifte 16 vorgesehen, die in senkrecht zur Stossfläche 3 verlaufende Bohrungen der beiden Metallteile 1, 2 eingesetzt sind.
Diese Ausführungsform des Verfahrens, bei der ein Verbindungsstück 6 in den durch die Nuten 4, 5 der Metallteile 1, 2 gebildeten Hohlraum eingeschrumpft wird, erfordert eine hohe Pflzision der vorgearbeiteten Teile, da die Wärmedehnungen der in Frage kommenden Materialien sehr klein sind.
Dieser Nachteil lässt sich vermeiden, wenn gemäss einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens das Verbindungsietall in den Hohlraum eingegossen wird. Die Metallteile werden auch in diesem Fall an ihren Stossflächen mit einander gegenüberliegenden, sich nach innen erweiternden Ausnehmungen versehen, welche bei zusammengefügten Metallteilen einen zusammenhängenden Hohlraum bilden. Das flüssige Metall fililt den Hohlraum vor dem Erstarren vollständig aus.
Im erstarrten Zustand wirkt der Gusakörper gleich wie das eingeschrumpfte Verbindungsstück 6 nach Fig. 4, indem er während der erstarrung schwinden und dadurch die Metallteile zusammenzieht und im erkalteten Zustand eine dauernde gegenseifige Pressung der Metallteile bewirkt.
Die Ausnehmungen können wiederum Nuten gemäss Fig. 1 sein. Unter Umständen kann jedoch die innere Erweiterung der Nuten anstatt rechteckig auch rund sein, so dass dieser Teil der Nuten gebohrt werden kann, was die Herstellung vereinfacht und verbilligt, Eine andere bevorzugte Nuteniorm zeigt Fig. 6. Diese unterschsidet sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, dass die durch die innere Erweiterung der Nuten 4, 5 der Metallteile 1, 2 gebildeten Schultern 10, 11 schräg, d.h. keilförmig zueinander verlaufen. Die Neigung dieser Schultern sowie die massgebenden Eigenschaften des eingegossenen Materials bestimmten die Kraft, mit der die Metallteile 1,2 aneinander gezogen werden. Es ist deshalb durch geeignete Wahl des Neigungswinkels und des Vergussmaterials möglich, die Mlpresskraft zu dosieren und den jeweiligen Erfordernissen anzupassen.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Anordnung zur Durchführnng des Giessvorganges, wobei 17 eine die Stossstelle der beiden Metallteile 1, 2 umschliessende Gussform mit dem Einguss 18 und 19 den Tiegel mit dem flüssigen Verbindungsmetall 20 bezeichnet.
Bei der Herstellung einer Stossverbindung durch Giessen können die zusätzlichen Hilfsmittel, wie Keile oder Stifte, zur Lagefixierung der Metallteile entfallen bzw. durch zusätzliche Formteile am Gusskörper ersetzt werden. Fig. 8 zeigt zwei durch einen Gusakörper 21 miteinander verbundene Metallteile 1, 2, wobei der Gusskörper zwei Ansätze 22 und 23 aufweist, welche in entsprechemde Nuten in dem Stoseflächen der Metallteile 1, 2 e Mit besonderem Vorteil lässt sich das beschriebene Verfahren zum Aufbau von Werkstücken anwenden, welche aus bestimten Gründen aus einzelnen, gegenitig miteinander zu verbindenden Elementen zu einer A os erscheinenden Einheit zusammengesetzt werden müssen. Ein solcher Fall liegt beispielsweise vor bei Werkstücken, die mit einer verhältnismässig langen Kante aus hartmetall ansgerüstet sind, z.B.
langen Schneidwerzeugen oer Führungen. Dekanntlich lassen sich die zur Bildung solcher Kanten verwendeten leisten aus Hartmetall nur bis zu einer gewissen Länge herstellen. Für Kantenlängen von über etwa 250 mm müssen mehrere Leistenstücke zusammengefügt werden.
Fig. 9 zeigt einen etwa gemäss Fig. 6 vorgearbeiteten Metallteil 24 als Träger eines Kantenleistenstückes 25 aus Hartmetall, während Fig. 10 ein aus vier solchen Elementen nach Fig. 9 unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens susammengesetztes Werkstück darstellt, dessen Listenstücke 25 eine zusammenhängende, als Schneide oder Führung dienende Kante bilde Das Verbindungsmetall ist mit 26 bezeichnet.
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine gegenüber dem Beispiel nach den Fig. 9 und 10 etwas abgeänderte Ausführung der Nut 27 im Metallteil 24. Geniass Fig. 11 ist auf beiden Seiten des Metallteils 24 das Ende der Nut 27 zu einer rechteckförmigen Ausnehmung 28 erweitert. Dadurch erhält das in Fig. 12 dargestellte Endprodukt, das sonst mit dem Werkstück nach Fig. 10 übereinstimmt, nicht bloss ein besseres Aussehen an den Verbindungsstellen; vielmehr kann durch die besondere Pori der Nut 27 das darin vergossen. Verbindungsmetall 26 auch die Punktion der sonst zur Lagefixierung der Metallteile 24 benötigten Hilfmmittel übernehmen.
Min weiteres Anwendungsbeispiel zeigt Fig. 13p wonach mehrere Metallteile 29 untereinander und zugleich mit einer durchgehenden Metallchiene 30 nach dem beschriebenen Verfahren verbunden sind, Hierbei bilden die sich nach innen erweiternden, geeignet angeordneten Nuten Jeweils dieser Metallteile einen ge@einsamn, zusammenhängenden Hoh der mit dem Verbindungemetall 31 ausgegossen wird.
Es ist technisch kaum möglich, einen hartmetallring auf eine Scheibe auf zuziehen. Zur Herstellung einer mit einem Hartmetallrand auegerüsteten Scheibe wird deshalb nach Fig. 14 vorzugsweise so vorgegangen, dass eine Anzahl Scheibensektoren 32, welche Ringegmente 33 ans Hartmetall tragen, mit Buten 34 der beschriebenen Art versehen, zusammengefügt und durch Vergiessen zu einer Einheit zusammengzogen werden.
Es gibt auch noch andere Möglichkeiten fflr die Anwendung des beschriebenen Verfahrens. Besteht beispielsweise ein Werkzeug aus mehreren gemäss der Erfindung zusammengesetzten Einzelteilen, 50 können diese in einer alterung susammengespannt werden. Die Halterung sorgt für die Positionierung der Einzelteile, während die Haltekraft vom eingegossenen Material aufgenommen wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum gegenseitigen Verbinden von Metallteilen, insbesondere zur Herstellung von Stossverbindungen, dadurch gekennzeichnet, da die Metallteile an ihren Stossflächen mit einander gegenüberliegenden, sich nach innen erweiternden Ausnehmungen versehen werden, welche bei zusammengefügten Metallteilen einen zusammenhängenden Hohlraum bilden, und dass in diesen Hohlraum erwärmtes, den Hohlraum ausfüllendes Metall eingebracht wird, das beim Erkalten die Metallteile zusammenzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteile an ihren Stossflächen mit hinterschnittchen Nuten versehen werden und da in den durch die Nuten gebildeten Hohlraum ein passend profiliertes Verbindungestück eingeschrumpft wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da der Hohlraum mit dem Verbindungsmetall ausgegossen wird.

4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Aufbau Ton mit verhältnismässig langer Kante aus Hartmetall ausgerüsteten Werkstücken aus gegenseitig miteinander zu serbindenden Elementen, die er einer fugenlos erscheinenden Einheit zusammengesetzt werden.

L e e r s e i t e