DE3310101A1

DE3310101A1 - Schraube mit schmelzeinsatz zu hydrodynamische kraftuebertragungskonstruktionen

Info

Publication number: DE3310101A1
Application number: DE19833310101
Authority: DE
Inventors: Lajos Dipl.-Ing. 1141 Budapest Katona; Tivadar 1091 Budapest Markotai; Gyula Dipl.-Ing.Dr. 1012 Budapest Sebestyén; Ferenc Dipl.-Ing. 1082 Budapest Stvrteczky; György Dipl.-Ing.Dr. 1035 Budapest Ziaja
Original assignee: BUDAPESTI MUESZAKI EGYETEM; Orszagos Banyagepgyarto Vallalat
Current assignee: BUDAPESTI MUESZAKI EGYETEM; Orszagos Banyagepgyarto Vallalat
Priority date: 1982-08-10
Filing date: 1983-03-21
Publication date: 1984-02-16
Also published as: GB8313301D0; GB2125164B; PL145285B1; GB2125164A; PL243355A1

Description

SCHBAIIBE MIT SCHMELZEINSATZ ZU HYDRODYNAMISCHE KRAH¹TUBERTRAGUNGSKONSTRUKTIONEn

Diese Beschreibung bezieht sich auf die sogenannte Schraube mit Schmelzeinsatz, die die Temperatursicherung der hydrodynamischen Kraftübertragungsko.nstruktionen bildet. Ein bedeutender Teil der in den hydrodynamischen Kraftübertragungskonstruktionen betriebsmässig oder wegen davon abweichende Umstände entstehenden Verluste wenden sich auf die Erhöhung der Temperatur des Arbeitsmediums und der

Kraftübertragungskonstruktion. Durch Anwendung der Schraube mit Schmelzeinsatz besteht die Möglichkeit - mit Bestimmung des Grenzwertes der Temperatur der Füllflüssigkeit - zur Vermeidung von unerwünschten Betriebszuständen, bzw. zur Behebung von Rückwirkung der ausserordentlichen äusseren Umständen /Überbelastung, Stocken der Antriebsseite/ auf die Ant;riebsmaschinen, und zwar dadurch, dass bei der Temperaturerhöhung der Füllflüssigkeit, dann bei Erreichung der Temperatur auf das Sicherungsniveau der Schmelzeinsatz abschmilztj das Metall fliesst aus der, mit auf niedriger Temperatur schmelzender Metallkomposition teilweise oder ganz gefülLter, durchgebohrener Schraube, dadurch wird der Weg der Füllflüssigkeit, des Arbeitsmediums frei, damit das aus dem Arbeitsraum in die Umgebung austreten kann. Die physischen Charakteristiken der Füllflüssigkeit, die zulässige Wärmetoleranz der Einrichtung und der Umgebung, bzw. die konkreten Betriebsvorschriften, die einzuhaltenden technischen Anforderungen bestimmen die Betriebstemperatur der Schraube mit Schmelzeinsatz, die die Temperatursicherung bildet.

Die Erhöhung auf Betriebstemperatur bei den Einrichtungen während des Betriebes ist einerseits aus dem Gesichtspunkt der fallweise Funktionierung der Temperatursicherung noch nicht bestimmend /niedriger/, -aber die Temperaturerhöhung infolge der vielmaligen Überbelastung verursacht anderseits die Aufwar-· mung der Schraube mit Schmelzeinsatz, bzw= nach Behebung der Ursache erfolgt die Abkühlung auf die Umgebungs- oder niedrigere

Betriebstemperatur. Das Ausmass und die Häufigkeit dieser Temperaturschwankung hängt von len Betrieb sumst änden ab. Dieser Umstand wirkt aber sowohl auf den Metallkörper /am meisten Stahl/, als auch auf den Schmelzeinsatz aus. Als Ergebnis der unterschiedlichen Materialqualitäte und Wärmeausdehnungsfaktoren erhält der Schmelzeinsatz, der als steif eingespannt zu betrachten ist, eine zyklische Wärmebelastung, infolge dessen einerseits durch geringzyklische Wärmeermüdung verursachte Mikro-, dann Makrorisse entstehen, anderseits sich zwischen dem Schmelzeinsatz und dem diesen enthaltenden Konstruktionselement eine Fuge ausbildet, und darum ist diese Konstruktion zur sickerfreien Absperrung des betriebsmässig bestehenden Druckraumes von mehreren bars ungeeignet. Die durch die Mikro-Lücken austretende Flüssigkeit vermindert in erster Reihe den Füllrauminhalt der hydrodynamischen Kraftübertragungskonstruktionen von ständiger Fülle, was - im Falle von unveränderten Belastungsbedingungen - zur Verminderung der Modifizierung, dadurch zur Erhöhung des sich in Wärme umsetzenden Verlustes und schliesslich zur betriebsmässigen Funktion, zum Abschmelzen der Schraube mit Schmelzeinsatz führt. Das Abschmelzen des Schmelzeinsatzes auf dieser Art ist aber aus dem. Gesichtspunkt der hydrodynamischen Kraftübertragungskonstruktion kein betriebsmässiger, sondern ein störender Umstand.

Als Herstellungstechnologie der Schrauben mit Schmelzeinsatz sind grundsätzlich zwei Verfahren bekannt.

Das erst« Verfahren ist, dass das Metall von niedrigem Schmelzpunkt in den kalten/warmen Schraubenkörper eingegossen wird« Es ist zu bemerken, dass zwecks besserer Materialkonstruktions-•verbindung das Material des Schraubenkörpers entweder rauh, od@r überzogen /z.B. verzinkt/ oder aber fasoniert sein kann_o Das Wesen des anderen Verfahrens ist₉ dass das Schmelzeinsatz·=· Metallstück von Umgebungstemperatur mit dynamischer Wirkung /Pressen, periodische Belastung usw./ in den entsprechend ausgebohrten Schraubenkörper eingesetzt xcLrd und es sich auf die=· ser Weis® befestigt. Die erwähnten Verfahren sind geeignet da-= zu, dass auf relativ niedriger Betriebstemperatur sicher schliss« sende Verdichtung entsteht, aber infolge der Erwärmung und Abkühlung im breiten Wärmebereich unter dem Schmelzpunkt /Sicherungstemperatur/ führt die durch Wärmespannung verursachte plastische Deformation einerseits zur Entstehung der geringzyklischen Wärmeermüdungsrisse wegen der eben erwähnten_s sich verändernden WärmeInanspruchnahme, und verursacht anderseits die Auflösung der druckabsperrenden Verbindung des Schrauben-= körpers und des Einsatzes, was zur funktioneilen Beschädigung der Schraube mit Schmelzeinsatz führt _a

Wir meinen, dass die Abmessungsänderung wegen der Wirmeausdehnung infolge der Temperaturerhöhung mindestens in einer Richtung, teilweise begrenzt zulässig ist. In diesem Fall verwendet sich der grössere Teil der durch die Wärmespannungen und Bewegungen bestimmte mechanische Energie nicht auf die drastische Veränderung /Rissenbildung/ des Materialkonstruk-

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tionszustandes, sondern auf die elastische Deformierung eines entsprechend ausgewählten, elastischen Elements. Die elastische Formveränderungsarbeit kann in der Abkühlungsperiode wiedergewonnen werden und auf die Vermeidung der Lückenbildung zwischen dem Schmelzeinsatz und dem diesen enthaltenden Körper aufgewendet werden, und zwar auf solcher Weise, dass durch Zusammenklemmen der sich berührenden Oberflächen mit unverändert grosser Kraft ein sickerfreies Absperren, das mit dem ursprünglichen gleich ist, gesichert .ist. Es ist erforderlich, dass sich die. Form und Abmessung des Materials mit niedrigem Schmelzpunkt an die funktioneilen Anforderungen anpasst /ζ»Β* relativ dünne Scheibe, Kegel usw./.

Fig. 1. stellt die Schraube mit Schmelzeinsatz vor. Der Körper der 1 Schraube ist Stahl, oder anderes, den Betriebsumständen entsprechendes Metall; in dessen fasonierten Teil der Durchgangsbohrung wird der entsprechend ausgebildete und zwischen die Oberflächen mit "Verdichtung, Absperrung sicherndem Verfahren eingesetzte, als Schmelzeinsatz ausgebildete 2 Metallkörper /Legierung/ eingelegt, der entweder mit 3 Gegenstück unterstützt oder ohne Unterstützung mit der, die erforderliche Klemmkraft ausübenden 4- Schraube oder auf anderer Weise befestigt wird, und zwar auf der Weise, dass wir unter die Klemmschraube elastisch deformiertes und zur weiteren elastischen Deformation fähig ausgebildetes 5 Element anbringen.

Claims

Anspruchspunkt

1. Schraube mit in dem Schraubenkörper angebrachtem Schmelzeinsatz, Gegenstück, Deformationselement und Klemmschraube, dadurch gekennzeichnet, dass sich der im Schraubenkörper /1/ verdichtet angebrachte, als Schmelzeinsatz /2/ ausgebildete Metallkörper durch Einsetzung eines Gegenstückes /3/ an ein, zu elastischer Fonnveränderung fähig ausgebildetes Element /5/ anpasst und dass das erwähnte Element an der entgegengesetzten Seite des Gegenstückes /3/ an eine, in dem Schraubenkörper /1/ durch Gewinde befestigte weitere Schraube /4-/ geklemmt ist.