DE2012782C - Verfahren zur Herstellung schwerer, kompakter Hammerbären - Google Patents

Description

50 scheidet er sich von Konstruktionen, bei denen KoI-

ben, Bär und Gesenk durch Klemmverbindungen aneinander befestigt sind (USA.-Patentschrift 2634142). Auch Verbindungen durch Schrumpfen oder Schrau-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herste!- ben sind bekannt, z. B. aus der Patentschrift Nr. lung schwerer, kompakter Hammerbären. 55 39 371.. Spalte 1, des Amtes für Erfindungs- und

Mit der ständigen Größenzunahme der Gesenk- Patentwesen in Ost-Berlin und der französischen Paschmiedestücke mußten zwangläufig die zu ihrer tentschrift 1 396 765.

Formgebung erforderlichen Maschinen und Harn- Es ist zwar auch die Anwendung eines SchweiB-

mer Schritt halten. Das höchstbeanspruchte Ma- Verfahrens zur Verbindung der Teile eines Hohlbären schinenelement einer kompletten Anlage ist der 60 bekannt (deutsche Patentschrift 803 144), wobei die-Hammerbär und insbesondere der Oberbär. Kon- ser Vorschlag von einem Hohlbären ausgeht, bei dem struktiv gesehen handelt es sich um einen Körper, als Abschluß des Hohlraumes am oberen Ende ein der von seinem Gewicht her in Verbindung mit den Deckel eingesetzt ist. Statt des Deckels wird nun ein dynamischen Beschleunigungskräften hohe Belastun- topfartig geformtes Teil durch ein quer zur Schlaggen aufzunehmen hat. Zwangläufig sind bei einem 65 richtung der laufenden Schrumpfschweißnaht mit dem solchen Maschinenteil auch gewisse Zonen und Be- großen Hohlteil verbunden. Diese Schweißnaht sou reiche vorhanden, in denen an die Grenze der techno- möglichst weit entfernt von der Schlagzone des Bärlogischen Werkstoffeigenschaften herangegangen wer- körpers angeordnet sein, um die Beanspruchung der

Schweißverbindung innerhalb der zulässigeii Grenzen Ais Werkstoff für die Einzelteile werden, wie aus

zuhalten. der obigen Darstellung ersichtlich, im wesentlichen

Mit dem Problem, einen schweren, kompakten, ein- geschmiedete bzw. gewalzte Stähle verwendet. Es ist

teiligen Hammerbär im Sinne der Erfindung zu ver- im Rahmen der Erfindung eine bevorzugte Regel,

bessern, hat diese Entgegenhaltung jedoch nichts 5 diese Werkstoffe nach den besonderen -Beanspruchun-

gemein. Es handelt sich dabei lediglich um die Frage, gen der Teile, für die sie im Hammerbär verwendet

wie man Hohlbären weniger teuer als durch Zu- werden, auszuwählen. Im folgenden werden hierfür

drücken des oberen und unteren Endes des ausge- besonders in Frage kommende Stähle angegeben, bohrten Rohlings oder des von oben ausgebohrten, Für den Schaft ist vorzugsweise ein Stahl mit fol-

sodann mit einem Deckel zu versehenen Rohlings für io gender Analyse vorzusehen:

den Bärkörper herstellen könne. Überdies ist eine Be- q q^ ^s q^q Gewichtsprqzent

nutzung eines stumpfgeschweißten Hohlbären in der OlObis080Gewichtsprozent

Praxis nicht bekanntgeworden. ^Jl ' _Λ.. ' _ ... _a„_t

Bei dem erfindungsgemäß durch Schweißen mit Mn 0,20 bis 1,5 Gewichtsprozent

Zusatzwerkstoff verbundenen und danach wärmebe- 15 Cr 0,20 bis 2,0 Gewichtsprozent

handelten kompakten, schweren Hammerbären liegt M₀ 0 bis 1,4 Gewichtsprozent

die Verbindungsstelle quer zwischen Schaft- und vorzugsweise 0,30 bis 1,40%

Fußteil. . . Ni 0 bis 2,5 Gewichtsprozent

Nach einer besonderen Ausführungsform ist der vorzugsweise 0 30 bis 2,5 %

Hammerbär gekennzeichnet durch einen durch den ao Gewichtsprozent

Fuß hindurchreichenden Schaft gegebenenfalls mit vorzugsweise 0,10 bis 0,50%

angeschweißten, angegossenen oder angeschmiedeten ⁶ .'

Bärtatzen W 0 bis 0,80 Gewichtsprozent

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorzugsweise 0,20 bis 0,80¹Vo

liegt eine Verbindungsstelle (Schweißebene) etwa in 95 R_est £i_{sen m}j_t (j_en üblichen Verunreinigungen halber Fußhöhe, während der Restfuß eine hierzu
senkrecht liegende Verbindungsstelle aufweist. MitVorteilhatderFußfolgendeZusammensetzung:

Der Schaft kann auch mehrere längsliegende Ver- _Q 0,20 bis 0,80 Gewichtsprozent

bindungsstellen aufweisen und seine Verbindung mit „. „'.. „_on. . .. ,

dem Fuß kann etwa auf halber Fußhöhe liegen 30 Si 0,10 bis 0,80 Gewichtsprozent

Bevorzugt weist der Schaft einen Faserverlauf Mn 0,20 bis 1,5 Gewichtsprozent

parallel zu seiner Längsachse auf. Dagegen hat der Gr 0,30 bis 2,0 Gewichtsprozent

Fuß bevorzugt einen Faserverlauf quer zur Längs- Mo 0 bis 1,4 Gewichtsprozent

achse des Schaftes. Ebenso haben die Bärtatzen, auch vorzugsweise 0 30 bis 1,4 %

die angeschweißten, bevorzugt einen Faserverlauf 35 _Ni 0 bis 2,5 Gewichtsprozent

rechtwinklig zur Langsachse des Schaftes. vorzugsweise 0,30 bis 2,5·/.

In einer weiteren Ausfuhrungform ist der Schaft _, _n,. „__-, ... ,

von einer Deckschweißung als die Oberflächengüte ^V °^bls °·⁷⁰ 9¹^**?⁰??*

der geführten Stellen verbessernde Deckschicht um- vorzugsweise 0,10 bis 0,70%

geben. Vorzugsweise haben Verbindungs- und Deck- 40 W Obis 1,0 Gewichtsprozent

schweiße die gleiche Zusammensetzung. Es ist vor- vorzugsweise 0,20 bis 1,0 °/o

teilhaft, die Deckschweißung mittels Prägepolieren Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen oder Kugelhämmern zu verfestigen.

Oberflächenschichten an den Führungsstellen sind Die Verbindungs- oder Deckschweiße hat vorzugsbekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 785 500). 45 weise folgende Analyse:

Vor dem Schweißen wird zweckmäßig eine an sich _{Q 0 03 bis 02Q} Gewichtsprozent

bekannte Pufferschicht aufgebracht. _. ' _n .. ' l ,- ■ ..

Die Herstellung des Hammerbären erfolgt im all- ^Sl · · · °>^{30 bis} °·⁹⁰ Gewichtsprozent

gemeinen durch Schmieden oder gegebenenfalls Wal- Mn 0,30 bis 1,5 Gewichtsprozent

zen eines geeigneten Stahles zu den Vorfertigteilen; 50 Cr 0,50 bis 3,5 Gewichtsprozent

und zwar wird bevorzugt, dem Hammerfuß eine Mo 0 bis 2,0 Gewichtspiozent

1,5- bis lOfache Verschmiedung mit Faserverlauf vorzugsweise 0,30 bis 2,0%

quer zur Längsachse des Schaftes und dem Schaft _Ni 0 bis 1 5 Gewichtsprozent

eine 1,5- bis 3fache Verschmiedung mit Faserverlauf vorzugsweise 0,30 bis 1,5%

parallel zu seiner Längsachse verliehen. Für den Fall, 55 ,_{7 n}.. η an ^ ■ ute„,~ „„_t

daß der Schaft oder der Fuß oder beide aus Teil- ^V ° ^bis °·⁹⁰ °Τ 1 π ί η ono/

stücken zusammengesetzt werden sollen, wird die vorzugsweise 0,10 bis 0,90%

Wärmebehandlung zweckmäßig nach dem Verbinden ^w 0 bis 1,2 Gewichtsprozent

der Teilstücke zum Fuß oder zum Schaft vorgenom- vorzugsweise 0,20 bis 1,2%

men. Dagegen findet die Wärmebehandlung, das Ver- 60 Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen guten, von Schaft und Fuß vor ihrer Vereinigung

durch eine Verbindungsschweiße und dem Legen Die Pufferschicht zwischen den vergüteten Einzeleiner Deckschweiße statt. Für die Verbindungs- teilen hat vorzugsweise folgende Analyse:

schweiße wird zweckmäßig das Elektroschlacke- _c 0,05 bis 0,30 Gewichtsprozent

Schweißverfahren verwendet. Jedoch ist auch die An- 65 „, „ _Λη.. _{n rn}„ . ,.

wendung des Unterpulver-Schweißverfahrens oder ^Sl °·^{10 bis} °'⁵⁰ Gewichtsprozent

des Mig-Schweißverfahrens keineswegs ausge- ^Mn 0,10 bis 0,90 Gewichtsprozent

schlossen. Rest Eisen mit den üblichen Verunreinieunoen

Im folgenden wird die Erfindung an Hand .einiger schweiße 2 im Kern miteinander verbunden wurden. Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen Im anschließenden äußeren Teil befindet sich

Fiel und 2 die Seitenansicht eines teilgeschnitte- zwischen den angrenzenden Pufferschichten 4 eine nen Hammerbären, · weitere Schweißung 2. Der gesamte Schaft 1 ist von

Fig 3 eine Seitenansicht eines Hammerbären, 5 oberflächenverfestigter (11) Deckschweiße 9 umgeben.

Fig 4 einen Schnitt gemäß AA der Fig. 3, Bei der Herstellung des Hammerbären gemäß

Fig 5 eine Seitenansicht eines Hammerbären, Fig. 9 sind folgende Schritte zu beachten: die Puf-

F i g 6 einen Schnitt gemäß BB der F i g. 5, ferschichten 4 werden mittels einer Draht- oder Band-

Fi g 7 eine Seitenansicht eines Hammerbären, elektrode aufgeschweißt, die vorzugsweise folgende

F i g. 8 einen Schnitt gemäß CC der F i g. 7, io chemische Zusammensetzung hat:

Fig. 9 eine Seitenansicht eines teilgeschnittenen _c Q_03bjsQ jGewichtsprozent

Hammerbären. _ _{Mn 015 bis 0} 40 Gewichtsprozent

piSfilü* VASSnSLiAiA Si 0,20_te0,4OGe*_iCh,_SproZe„«

sind. Zwischen der Verbindungsschweiße 2 und dem 15 Rest Eisen und die üblichen Verunreinigungen Fuß 3 bzw. einem Teil des Schaftes 1 befindet sich

die Pufferschicht 4. Die Verbindungsschweiße 2 geht Nach Aufschweißen der Pufferschichten und der

in die den Schaft umgebende Deckschweiße 9 über. Elektroschlacke-Teilschweißung wird vorzugsweise Fig 2 zeigt einen Hammerbären analog zur eine Wärmebehandlung durchgeführt. Die Homo-F i g. 1', allerdings ohne Pufferschicht 4. 20 gelisierung des Gefüges und die Erzielung eines Ver-

In F i g 3 besitzt der Schaft 1 des Hammerbären gütungseffektes durch diese Wärmebehandlung ist um schon einen Teil des Fußes 3. Die Fasern dieses so wirkungsvoller, je kleiner die zu behandelnden Schaftteils verlaufen parallel zur Längsachse. Senk- Einzelteile sind. Aus diesem Grunde wurde gemäß recht dazu verlaufen die Fasern im zweiteiligen Bär- F i g. 9 auch eine Vorvergütung durchgeführt. Nach fuß 3 der über die Verbindungsschweiße 2 mit dem 35 dem endgültigen Zusammenschweißen auch im BeSchaft 1 verbunden ist. Die beiden Bärfußunterteile 3 reich der gepufferten Zonen isi eine derartige Versind durch eine senkrecht verlaufende Schweißung gütungsbehandlung nicht erforderlich, da der unter miteinander verbunden. Der Schnitt in F i g. 4 zeigt der Pufferschicht liegende Werkstoff thermisch nicht die den Schaft 1 umgebende oberflächenverfestigte beeinflußt ist. Diese Schweißung kann günstigerweise (11) Deckschweiße 9 und den Verlauf der Verbin- 30 nach dem Unterpulver- oder Mig-Schweißverfahren dungsschweißung 2 im Bärfuß 3. durchgeführt werden.

In F i g. 5 reicht der Schaft 1 durch den Fuß 3 hin- Durch die Kaltverfestigung 11 — z. B. Prägepo-

durch. Die Längsfasern erstrecken sich über den ge- Heren oder Kugelhämmern — werden Druckvorspansamten Schaft 1. Seitlich sind über die Verbindungs- nungen vorgegeben.

schweiße 2 Bärtatzen 10 angebracht, mit einem Faser- 35 Die crfindungsgemäß erzielten Vorteile bestehen verlauf senkrecht zur Längsachse des Schaftes 1. In einmal darin, daß von kleinen Gußquerschnitten aus-F i g. 6 ist der Verlauf der Schweißfugen der Verbin- gegangen werden kann, deren Kristallisation denen dungsschweißen 2 und der Schaft 1 mit oberflächen- großer Querschnitte überlegen isL Ferner werden verfestigter Deckschweiße 9 dargestellt. schroffe Queischnittsübergänge immer beim Gießen

F i g. 7 und 8 zeigen einen Hammerbären mit 40 vermieden, wodurch schädliche Steigerungen ausge-Schaft 1 und Fuß 3, die aus mehreren Einzelteilen zu- schlossen sind, außerdem kann in die unterschiedsamrnengesetzt sind. Im Schaft 1 befindet sich ein liehen Beansnruchungs7onen eines Hammerbären der quadratischer Kern 8, der über die Verbindungs- Werkstoff eingebracht werden, der dem jeweiligen schweißen 2 mit den vorgewalzten Segmenten 5 ver- Beanspmchimgsgrad von seiner Analyse, von seinen bunder ist. Die vorgewalzten Segmente 5 haben ent- 45 technologischen Eigenschaften und vom Faserverlauf weder Halbrundform oder werden durch Material- her am besten entspricht.

abtragung, z. B. Flämmen, Autogenhobeln, in die ge- Die sinnvolle Aufgliederung des Baien in einzelne

wünschte Form gebracht. Diese außenliegenden Segmente wird eine weitere Verbesserung deren HalbrundsegmenteS bestehen aus verfestigungsfähi- technologischer Werte erbringen, durch die hohen gern (11) Werkstoff. Der Fuß 3 gliedert sich in vier 50 Verschmiedungs- und Verwalzungsgrade. Unter BeSegmente 6, 7. rücksichtigung der Beanspruchungsrichtung kann die F i g. 9 zeigt einen Hammerbären mit Schaft 1 und Faser so gelegt werden, daß stets die höchsten Güte-Fuß 3, die zunächst nur über die Verbindungs- werte (Längswerte) vorliegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

den muß. Der konstruktive Sicherheitsbeiwert ist da- Patentansprüche: bei nicht immer voll berücksichtigt, zumal er ohne hin nicht sehr groß veranschlagt werden kann.

1. Verfahren zur Herstellung schwerer, korn- Es ist bekannt, Hammerbären, durch Schmieden pakter Hammerbären, die gegebenenfalls Bär- 5 oder Stahlformguß herzustellen. Größe und Form betatzen aufweisen, bei dem mehrere geschmiedete stimmen, ob einem gegossenen oder einem geschmie- oder gegossene Hammerbärteile miteinander ver- deten Hammerbären der Vorzug gegeben wird. Man bunden werden, dadurch gekennzeich- hat Fußabmessungen von mehr als 1000· 1000mm net, daß sie durch Schweißen mit Zusatzwerk- im allgemeinen aus Kostengründen nur als Stahlstoff verbunden werden und daß danach wärme- io gußkörper gefertigt. Durch die Strömlings- und Erbehandelt wird. starrungsbedingungen ergeben sich besonders bei

2. Hammerbär, hergestellt nach dem Verfahren großen Stahlgußquerschnitten erhebliche Nachteile, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, Im Kernbereich sind Steigerungen unvermeidlich, die wie an sich bekannt, die querliegende Verbin- schlechtere Werkstoffeigenschaften bedingen. Je nach dungssteile zwischen Schaft- und Fußteil liegt. 15 Analyse des Werkstofis können die technologischen

3. Hammerbär, hergestellt nach dem Verfahren Eigenschaften durch die Wärmebehandlung nur im nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen begrenzten Umfang beeinflußt werden. Bei großen durch den Fuß (3) hindurchreichenden Schaft (1), Hammerbären ist die Wärmebehandlung nahezu wirgegebenenfalls mit angeschweißten, angegossenen kungslos. Nachteilig für Guß und Wärmebehandlung oder angeschmiedeten Bärtatzen (10). 20 sind auch Körper mit verwickelten Formen. Beson-

4. Hammerbär, hergestellt nach dem Verfahren ders krasse Querschnittsübergänge sind als kritisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anzusprechen. Fehler, die zu Ausfällen führen, zeigen die eine Verbindungsstelle etwa in halber Fußhöhe sich einmal im Bärfuß, zum anderen im Bärhals,
liegt (F i g. 3) und der Restfuß eine hierzu senk- Man hat in der Vergangenheit die verschiedensten recht liegende Verbindungsstelle aufweist. as Wege beschriften (z. B. Werkstoff), um die Ausschuß-

5. Hammerbär, hergestellt nach dem Verfahren rate herabzusetzen. Außerdem versuchte man, durch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß konstruktive Überlegungen Abhilfe zu schaffen. Die der Schaft mehrere längsliegende Verbindungs- Beanspruchungen im Betrieb werden aber — unter stellen aufweist und seine Verbindung mit dem Vernachlässigung der Gestalt- und Zeitfestigkeit — Fuß etwa auf halber Fußhöhe liegt (Fig. 7, 8). 30 häufig bis an die Grenzen der errechneten und zum

6. Hammerbär, hergestellt nach dem Verfahren Teil idealisierten Werte gesteigert und manchmal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sogar übsr sie hinaus. Ein grundlegender Wandel der Schaft (1) einen Faserveriauf parallel zu wurde damit aber nicht herbeigeführt.

seiner Längsachse, daß der Fuß (3) einen Faser- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver-

verlauf quer zur Längsachse des Schaftes (1) und 35 fahren zur Herstellung schwerer, kompakter Hammerdie Bärtatzen (10) einen Faserverlauf senkrecht baren zu finden, die zur Anpassung an die betriebzur Längsachse des Schaftes aufweisen. liehen Beanspruchungen besonders ausgestaltet sind

7. Hammerbär mit einer die Oberflächengüte und ihnen daher besser widerstehen.

der geführten Stellen verbessernden Deckschicht, Erfindungsgemäß besteht der neue Hammerbär

hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, 40 aus Einzelteilen, die durch Schweißnähte zusammendadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) mit gefügt sind, und weist insbesondere eine Verbindungseiner Deckschweißung (9) umgeben ist. schweißung zwischen dem Schaft und dem Fuß auf.

8. Hammerbär nach Anspruch 7, dadurch ge- Das Verfahren zur Herstellung dieser Hammerkennzeichnet, daß die Deckschweißung verfestigt baren, die gegebenenfalls Bärtatzen aufweisen, ist er^lst· 45 findungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie

9. Verfahren zur Herstellung schwerer, korn- durch Schweißen mit Zusatzwerkstoff verbunden pakter Hammerbären nach Anspruch 1, dadurch werden und daß danach wärmebehandelt wird. Ein gekennzeichnet, daß vor dem Schweißen eine an solcher Hammerbär stellt nach dem Schweißen ein sich bekannte Pufferschicht aufgebracht wird. einziges, kompaktes Stahlstück dar. Hierdurch unter*