DE2248079C3

DE2248079C3 - Verfahren zum Sprengplattieren einer Ringfläche

Info

Publication number: DE2248079C3
Application number: DE19722248079
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Koganei; Nonaka Kohei Tokio; Fukumoto Chiyoshi Shiga; Nakagawa (Japan)
Original assignee: PrOl.11.71 Japan 86228-71
Priority date: 1971-11-01
Filing date: 1972-09-30
Publication date: 1976-02-26

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sprengplattieren einer Ringfläche, bei welchem man eine Auflageplatte mit Abstand gegenüber dem zu plattierenden Werkstück positioniert und unter dem Druck einer Explosion fest mit dem Werkstück verbindet.

Es ist bekannt, die Stirnfläche des Kolbens einer Brennkraftmaschine mit einer Ringscheibe aus besonders widerstandsfähigem Metall zu plattieren (GB-PS 78 556). Dabei wird das Plattenmaterial in Form einer Vollscheibe über der zu plattierenden Kolbenfläche positioniert, die mit einer Mittelausnehmung versehen ist. Auf die Vollscheibe wird eine Sprengstoflschicht aufgebracht, bei deren Zündung die Vollscheibe fortlaufend mit solcher Stoßenergie gegen die Kolbenfläehe getrieben wird, daß eine Explosionsverschweißung eintritt. Im Bereich der Kolbenausnehmung findet das Material der Vollscheibe jedoch keine feslc Anlagefläche, so daß es sich an dieser Stelle in die Ausnehmung hineinwölbt. Während das Scheibcnmatcrial im Bereich der Ringfläche fest mit dem Material des Kolbens verschweißt ist. findet eine derartige Verbindung im Bereich der Ausnehmung nicht statt. Das verformte Scheibenmaterial wird in diesem Bereich anschließend durch Abschneiden entfernt. Dadurch, daß die Vollscheibe sich im Bereich der Kolbenausnehmung durch die F.xDlosion sehr stark verformt, können während der Explosion Verschiebungen eintreten. Infolge der starken Abscherung an den Ka;ilen der Ausnehmung können Risse auftreten. Der Umstand, daß gerade während des Explosionsvorganges eine starke Verformung der Vollscheibe eintritt, bei der diese in die Kolbenausnehmung hineingezogen wird, kann sich nachteilig auf die Qualität der Explosionsverbindung auswirken.

Bei einem Verfahren zur Verschweißung mehrerer übereinandergelegter Bieche durch Explosionsschweißung (DT-OS 19 32 038) ist es bekannt, fertige Schweißstücke mit Hohlräumen herzustellen. Die mit einer Plattierung zu versehenden Werkstücke können Vei iiefungen aufweisen, die vor dem Sprengplattieren mit einem Füllstoff ausgefüllt werden. Der Füllstoff verhindert eine Verformung der mit dem Werkstück zu verbindenden Platte. Er wird nach dem Aufbringen der Platte auf das Werkstück aus dem entstandenen Hohlraum entfernt. Auch hier sprengt man eine Vollscheibe auf das Werkstück auf. Benötigt man im Bereich der Vertiefung keine Plaitierung, so kann man sie anschließend fortschneiden. Dies ist ein umständliches und schwieriges Verfahren.

Schließlich ist es bekannt, die ringförmigen Sitzflächen von Strömungsventilen und anderen Absperrorganen mit besonders harten, korrosionsbeständigen Werkstoffen zu beschichten (GB-PS 17 32 241). Die Beschichtung erfolgt hier zumeist durch Schweißplattieren bzw. durch Widerstandsschweißung. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß besonders korrosionsbeständige Werkstoffe, wie Titan und Zirkon, die nicht schweißbar sind, nicht für die Plattierung verwendet werden können. Beim thermischen Schweißen tritt eine Legierungsbildung an der Übergangsstelle der beiden sich verbindenden Metalle ein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Ringflächen durch Sprengplattieren mit einer ringförmigen Materialauflage zu versehen, ohne nachträglich im Bereich der Mittelausnehmung Material entfernen zu müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren soll es ermöglichen, eine ringförmige Auflageplatte, die bereits vor dem Sprengplattieren mit einer Mittelausnehmung versehen ist, durch Sprengplattieren präzise auf einer Ringfläche zu befestigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach einer ersten Variante der Eriindung vorgesehen, daß man die Öffnung der Auflageplatte mit einem Füllmaterial verschließt, oberhalb der Auflageplatte eine starre Hilfsplatte anbringt, deren Durchmesser größer ist als derjenige der Öffnung der Auflageplatte, und anschließend die Sprengstoffschicht oberhalb der Auflageplatte und der Hilfsplatte anordnet.

Die Erfindung ermöglicht es, eine ebene Fläche mit einer ringförmigen Auflage zu plattieren und gewährleistet dabei einen gleichmäßigen Explosionsablauf. Die Mittelöffnung der Auflageplatte wird durch die Hilfsplatte, die aus Metall bestehen kann, vollständig verschlossen, so daß sie keine wesentliche Wirkung auf den Explosionsablauf haben kann. Eine Verbindung der Hilfsplatte mit dem Werkstück wird durch das im Bereich der Mittelausnehmung vorgesehene Füllmaterial verhindert. Der Explosionsverlauf gleicht vollständig demjenigen, der beim Aufbringen einer Vollplatie eintreten würde und ist daher vollkommen gleichmäßig. Das Füllmaterial und die Hilfsplatte lassen sich nachträglich leicht abnehmen.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgese-

hen, daß man eine ringförmige Auflageplatte dadurch im Abstand gegenüber der zu plattierenden Fläche positioniert, daß man die Öffnung der Auflageplatte mit einem stabförmigen Füllmateri.?·, das aus Kautschuk od. dgl. bestehen und von einem festen kurzen Rohrstück umschlossen sein kann, verschließt, das stabförmige Füllmaterial senkrecht an das Werkstück ansetzt, und oberhalb der Auflageplatte und des Füllmaterials die Sprengstoffschicht anordnet.

Das kurze Rohrstück, das vor dem Sprengplattieren '° die Funktion eines Abstandhalten hat, wirkt während des Sprengplattierens gewissermaßen als Gleitführung für die Auflageplatte. Durch die Auffüllung des Rohrstückes mit Füllmaterial wird erreicht, daß auch bei dieser Variante der Erfindung der Explosionsdruck nicht '5 durch die Mittelöffnung hindurch entweichen kann, was leicht zu einer Verschiebung oder Verformung der ringförmigen Auflageplatte führen könnte.

Die erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich beispielsweise zur Aufbringung der Dichtungssitzflächen von Absperrorganen verwenden. Zwischen den miteinander verbundenen Metallschichten gibt es keine Legierungsschicht. Die Verbindung ist besonders fest und korrosionsunempfindlich. Der Dichtungssitz, der aus einem verhältnismäßig teuren Werkstoff bestehen kann, ist im allgemeinen wesentlich dünner als bei einem üblichen Absperrorgan. Das Verschlußstück kann entsprechend leichter konstruiert und somit das Gesamtgewicht des Absperrorgans wesentlich verringert werden. Durch die abdichtende Berührung zwisehen den zusammenwirkenden Flächen ist eine zuverlässige Abdichtung und Haltbarkeit gewährleistet.

Die Auflagefläche kann aus einer Legierung bestehen, die vornehmlich Eisen, Nickel, Kobalt und/oder Kupfer enthält und sich metallurgisch mit einem aus Stahl oder Gußeisen bestehenden Werkstück verbindet. Für die Auflageplatte kann man nichtrostenden Stahl, Monellmetall, Bronzelegierungen, Titan. Zirkon oder Kobaltlegierungen verwenden.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einigen bevorzugten Ausfühningsbcispiclcn näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch im Schnitt eine Anordnung aus Werkstück und Auflageplatte gemriß der ersten Variante der Erfindung vor dem Sprengplattieren;

F i g. 2 zeigt schematisch im Schnitt eine Anordnung aus Werkstück und Auflageplatte gemäß der zweiten Variante der Erfindung vor dem Sprengplattieren, und

F i g. 3 zeigt eine Möglichkeit zur gleichzeitigen Aufbringung zweier Auflageplatten an gegenüberliegenden Seiten eines Werkstücks.

Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um das Beschichten der Sitzflächen eines Ventilschiebers oder Verschlußteils.

Bei der in F i g. I dargestellten Anordnung wird ein Verschlußteil 52 aus Stahl von 30 mm Dicke und 300 mm Durchmesser eines Absperrorgans auf eine geeignete Unterlage 51 aus Sand gelegt und eine Auflageplatte 54 für einen ringförmigen Dichtungssitz aus nichtrostendem Stahl von 3 mm Dicke wird unter Zwi- ^fi0 schenlegung eines Distanzstücks 53 auf das Verschluß-Stück 52 gelegt. Die Öffnung der Auflageplatte 54 ist mit einer Sperrholzplatte 58 ausgefüllt. Eine Hiifsplatte 55 aus einem starren Werkstoff, z. B. Metall, Holz oder Kunststoff, wird auf die Öffnung der ringförmigen Auflageplatte 54 gelegt

Anschließend wird ein Sprengstoff 56, der in einem ringförmigen Hartfaserstreifen 59 angeordnet ist. mit einem elektrischen Zünder 57 auf die Auflageplatte 54 und die Hiifsplatte 55 gelegt, worauf der Sprengstoff mit dem Zünder zur Detonation gebracht wird. Hierbei wird die Auflageplatte 54 mit dem Verschlußstück 52 fest verbunden.

Bei diesem Verfahren wird für einen ringförmigen Sitz eine ringförmige Auflageplatte verwendet, so daß der Werkstoff wirksam ausgenutzt und das Verfahren weiter vereinfacht wird, da es nicht notwendig ist, einen ausgestanzten mittleren Teil der Auflageplatte zu entfernen.

Ferner kann ein Stab in die Öffnung der ringförmigen Armierungsplatte eingesetzt werden. Hierbei wird die ringförmige Auflageplatte von einem kurzen Rohrstück oder Stab gestützt, und ein Sprengstoff wird auf der gesamten Oberfläche der Armierungsplatte zur Detonation gebracht. Diese Arbeitsweise wird in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben. Hier ist ein Verschlußteil mit geschliffener Oberfläche im wesentlichen waagerecht angeordnet. Ein kurzes Rohrstück 60 aus Stahl hält die Auflageplatte 54 im Abstand vom Verschlußstück 52 und verhindert, daß Explosionsgase zu dem Raum zwischen der Auflageplatte 54 und Verschlußstück 52 entweichen. Das Rohrstück 60 ist zylindrisch und fest anliegend in die Öffnung der ringförmigen Auflageplatte 54 eingesetzt. Ein Füllmaterial in Form einer Kautschukplatte 61 ist in den zylindrischen Teil oder das Rohrstück 60 eingesetzt.

Verschlußteile, wie sie für Absperrschieber verwendet werden, sind an den gegenüberliegenden Seiten mit Dichtungssitzen versehen. Zur Herstellung solcher Verschlußstücke ist es unzweckmäßig, die Sprengplattierung getrennt für jede Seite vorzunehmen, so daß es erforderlich ist, eine Sprengplattierung gleichzeitig an beiden Seiten der Grundplatte durchzuführen. Wenn in diesem Falle die Explosionen an den beiden Seiten der Platte nicht vollkommen synchronisiert sind, stört die Explosion an einer Seite die Aufbringung der Auflageplatte und des Sprengstoffes an der anderen Seite, so daß an der anderen Seite kein brauchbares Ergebnis erzielt wird. Um dieses Problem auszuschalten, ist es gemäß F i g. 3 zweckmäßig, je ein Ende von zwei Zündschnüren 71 von gleicher Länge mit der Mitte jedes Sprengstoffsatzes zu verbinden, der mittels Klebestreifen 70 auf den Auflageplatten an den gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte angeordnet ist. während das andere Ende dieser Zündschnur mit einem gemeinsamen Zünder 57 verbunden ist. Auf diese Weise können die Sprengstoffe an beiden Seiten gleichzeitig durch zwei Zündschnüre zur Detonation gebracht werden, wenn der Zünder betätigt wird, so daß die Auflageplatten gleichzeitig auf beide Seiten der Grundplatte aufgebracht werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sprengplattieren einer Ringfläche, bei welchem man eine Auflageplatte mit Abstand gegenüber dem zu plattierenden Werkstück positioniert und unter dem Druck einer Explosion fest mit dem Werkstück verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß man die Öffnung der Auflageplatte mit einem Füllmaterial verschließt, oberhalb der Auflageplatte eine starre Hilfsplatte anbringt, deren Durchmesser größer ist als derjenige der Öffnung der Auflageplatte, und anschließend die Sprengstoffschicht oberhalb der Auflageplatte und der Hilfsplatte anordnet. '5

2. Verfahren zum Sprengplattieren einer Ringfläche, bei welchem man eine Auflageplatte mit Abstand gegenüber dem zu plattierenden Werkstück positioniert und unter dem Druck einer Explosion fest mit dem Werkstück verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß man die ringförmige Auflageplatte dadurch im Abstand gegenüber der zu plattierenden Fläche positioniert, daß man die Öffnung der Auflageplatte mit einem stabförmigen Füllmaterial, das aus Kautschuk od. dgl. bestehen und von einem festen kurzen Rohrstück umschlossen sein kann, verschließt, das stabförmige Füllmaterial senkrecht an das Werkstück ansetzt, und oberhalb der Auflageplatte und des Füllmaterials die Sprengstoffschichi anordnet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zum gleichzeitigen Sprengplattieren zweier an gegenüberliegenden Seiten eines Werkstückes vorgesehener Ringflächen zu beiden Seiten des Werkstückes Auflageplatten mit entsprechendem Füllmaterial anordnet, auf diese einen Sprengstoff aufbringt und die Zündungen gleichzeitig vornimmt.