DE3841070C2

DE3841070C2 -

Info

Publication number: DE3841070C2
Application number: DE3841070A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dipl.-Ing. 7834 Herbolzheim De Dollhopf
Original assignee: Rhone Poulenc Rhodia AG
Current assignee: Cerdia Produktions GmbH
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1988-12-07
Publication date: 1991-06-20
Also published as: FI89726C; FI895820A0; FI89726B; EP0373295B1; DE3841070A1; US5035355A; JPH084935B2; ATE81164T1; DE58902377D1; ES2035476T3; EP0373295A1; JPH02160170A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kettbaums aus

- einem aus schweißbarem Metall bestehenden runden Kettbaumrohr, das an seinen beiden Enden am Innenumfang jeweils mit einer ringförmigen Verstärkung oder Verdickung versehen ist, die sich in Richtung der Längsachse des Kettbaumrohres jeweils über eine Länge l erstreckt,
und
- zwei, jeweils einen Kettbaumscheibenhals aufweisenden und ebenfalls aus schweißbarem Metall bestehenden Kettbaumscheiben,
wobei jeweils
- ein Ende des Kettbaumrohres über einen Kragen eines Kettbaumscheibenhalses gesteckt
und
- das Ende des Kettbaumrohres mit dem Kettbaumscheibenhals durch Rundumverschweißen an der Stoßstelle zwischen dem Kettbaumrohr und dem Kettbaumscheibenhals fest verbunden

wird, ferner der so hergestellte Kettbaum im Bereich der Kettbaumscheibenhälse, der Rundschweißnähte und des Kettbaumrohres auf Endmaß überdreht und der Kettbaum einer Belastungsprüfung der Art unterzogen wird, daß man auf seinen zylindrischen Teil regelmäßig verteilte, in Richtung der Längsachse des Kettbaumrohres gerichtete Zugkräfte wirken läßt.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Kettbaum, bestehend aus einem runden Kettbaumrohr aus schweißbarem Metall mit an den Enden des Kettbaumrohres angeordneten Kettbaumscheiben aus ebenfalls schweißbarem Metall, bei dem die Kettbaumscheiben an der dem Kettbaumrohr zugekehrten Seite jeweils einen Kettbaumscheibenhals besitzen, der mit dem jeweiligen Ende des Kettbaumrohres an der Stoßstelle zwischen dem Kettbaumrohr und dem Kettbaumscheibenhals durch eine Rundschweißnaht fest verbunden ist, wobei jeweils das am Innenumfang mit einer ringförmigen Verstärkung oder Verdickung versehene Ende des Kettbaumrohres über einen Kragen eines Kettbaumscheibenhalses gesteckt ist.

Aus dem DE-GM 86 18 256 ist ein Kettbaum aus Leichtmetall zum Schären, Zetteln, Wickeln und dergleichen von Fäden, Garnen und dergleichen aus Textilmaterial, zum Beispiel Baumwolle, Schmelzspinnmaterial und dergleichen, bekannt; dieser bekannte Kettbaum besteht aus einem - runden - Rohr mit an den Rohrenden angeordneten Flanschen, bei dem die Flansche an der dem Rohr zugekehrten Seite einen Flanschhals besitzen, der mit dem Rohrende durch eine Rundschweißnaht fest verbunden ist, wobei das Rohrende über einen Kragen des Flanschhalses gesteckt ist.

Ein solcher Kettbaum wird in der Weise hergestellt, daß

- die vorgedrehten Teile, nämlich das Rohr (das Kettbaumrohr) und die beiden Flansche (die bei den Kettbaumscheiben), so zusammengefügt werden, daß jeweils ein Ende des Rohres über einen Kragen eines Flanschhalses (eines Kettbaumscheibenhal ses) gesteckt wird,
- jeweils das Ende des Rohres mit dem Flanschhals durch Rundumverschweißen an der Stoßstelle zwi schen dem Rohr und dem Flanschhals fest verbunden wird
und
- der so geschweißte Kettbaum im zylindrischen Teil, i.e. im Bereich der Flanschhälse, der Rundschweiß nähte und des Rohres, auf Endmaß überdreht wird.

Ein solchermaßen hergestellter, bekannter Kettbaum wird danach schließlich, also nach dessen Fertig stellung - auf Grund von Sicherheitsanforderungen des Käufers/Anwenders oder zur Überprüfung der Fertigungsqualität - einer Belastungsprüfung der Art unterzogen, daß man auf seinen zylindrischen Teil regelmäßig verteilte, in Richtung der Längs achse des Rohres gerichtete Zugkräfte wirken läßt; dabei darf die Belastung jedoch nur so groß sein, daß die Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des Metalls (hier: des Leichtmetalls) in den durch die Wärme beim Rundumverschweißen entstandenen, auf der Seite des Rohres befindlichen Wärmeeinflußzonen nicht über schritten wird.

Beim (Rundum)verschweißen der Teile eines solchen bekannten Kettbaums wird sowohl auf der Seite des Rohres als auch auf der Seite der Flansche (der Kettbaumscheiben) eine Zone durch die Schweißwärme so beeinflußt (Wärmeeinflußzone), daß das metalli sche Gefüge sich verändert. Das Material in diesen Wärmeeinflußzonen weist gegenüber dem Zustand vor dem Verschweißen eine deutliche Entfestigung auf; dieses zeigt folgende Gegenüberstellung von typi schen Werten für die Härte des Metalls eines sol chen bekannten Kettbaums nach dem Verschweißen:

circa 60 HB (Brinellhärte) in den kettbaum rohrseitigen Wärmeeinflußzonen;
circa 100 HB (Brinellhärte) in den kettbaum scheibenseitigen (flanschseitigen) Wärmeein flußzonen;
circa 90 HB (Brinellhärte) in den Rundschweiß nähten;
80 bis 100 HB (Brinellhärte) für den Teil des (Kettbaum)rohres, der nicht in den kett baumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen liegt,
130 bis 150 HB (Brinellhärte) für den Teil der Kettbaumscheiben (der Flansche), der nicht in den kettbaumscheibenseitigen (flanschsei tigen) Wärmeeinflußzonen liegt.

Üblicherweise erfolgt die Herstellung der Kettbaum scheiben durch Schmieden, wobei Kettbaumscheibe und Kettbaumscheibenhals aus einem Stück gefertigt werden. Da jedoch die für das Schmieden eingesetz ten Werkstoffe - auf Grund des Kupfergehaltes - sich weniger gut für das Schweißen eignen als die Werkstoffe, aus denen die Kettbaumrohre gefertigt sind, bildet in der Regel die auf der Seite der Kettbaumscheibe befindliche, durch das Schweißen entstandene Wärmeeinflußzone, besonders am Über gang zwischen der Schweißnaht und der kettbaum scheibenseitigen Wärmeeinflußzone, eine Schwach stelle der Verbindung von Kettbaumscheibe mit Kett baumrohr: auf Grund des Materials, aus dem die Kettbaumscheibe gefertigt ist, können hier schon beim Schweißen viele sehr kleine Risse entstehen, die bei einer entsprechend großen Belastung - bei spielsweise auf Grund der durch den auf dem Kett baum befindlichen Fadenwickel ausgeübten Druck kräfte - oder nach wiederholten Belastungen dieser Art zum Sprödbruch führen können. Ein solcher Sprödbruch führt wiederum zum Wegspringen der Kett baumscheibe mit der Folge der Gefährdung des Bedie nungspersonals und/oder der Beschädigung der ma schinellen Einrichtungen. Die geschilderten klei nen Risse sind jedoch für den Benutzer des Kett baums mit bloßem Auge nicht sichtbar: ein solcher Schadensbeginn wird also nicht erkannt.

Eine zweite Schwachstelle der Verbindung von Kett baumscheibe mit Kettbaumrohr durch Verschweißen bildet die auf der Seite des Kettbaumrohres befind liche Wärmeeinflußzone, auch deshalb, da dort zu meist aus fertigungstechnischen Gründen eine Schwächung der Wandung des Kettbaumrohres durch ein Überdrehen auf der Rohrinnenseite erfolgt. Zur Vermeidung dieser Schwächung der Kettbaumrohr wandung wurde bereits vorgeschlagen, das Ende des Kettbaumrohres am Innenumfang mit einer ringför migen Verstärkung oder Verdickung zu versehen (siehe deutsches Gebrauchsmuster 86 18 256). Gleichzeitig wird hiermit der tragende Querschnitt und somit die Belastbarkeit der Schweißnaht er höht.

Diese Verstärkung oder Verdickung der Kettbaumrohr enden kann z.B. durch Stauchen dieser Enden oder durch eine Auftragschweißung gebildet werden.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Belastungsprüfung des bekannten Kettbaums nach dessen Fertigstellung. Ebenfalls erwähnt wurde, daß bei dieser Prüfung die Belastung durch die in Richtung der Längsachse des Kettbaumrohres gerichteten Zugkräfte die Gren ze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich (die Fließgrenze) des Metalls in den kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen nicht übersteigen darf: sonst würde eine Zerstörung des Kettbaums erfolgen.

Auf Grund der Materialfestigkeitswerte und auch der tragenden Querschnittsfläche des Kettbaumrohres ist bei der - bekannten - Belastungsprüfung jedoch die Summe der in Richtung der Längsachse des Kett baumrohres gerichteten, zur Erreichung (jedoch nicht Überschreitung) der Fließgrenze des Metalls in den kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen not wendigen Zugkräfte kleiner als die Summe der ent sprechenden, zur Erreichung der Fließ- oder Bruch grenze der (Rund)schweißnähte und deren kettbaum scheibenseitigen Umgebung notwendigen Zugkräfte. Dieses bedeutet, daß bei einer solchen, nach der Fertigstellung des Kettbaums durchgeführten Bela stungsprüfung in den Schweißnähten und deren kett baumscheibenseitigen Umgebung eventuell vorhandene Material- oder Schweißfehler unerkannt bleiben; eine Belastungsprüfung dieser Art gibt daher dem Käufer/Benutzer des Kettbaums keine Sicherheit gegen ein Versagen des Kettbaums an den Schweiß nähten oder am Übergang zwischen den Schweißnähten und den kettbaumscheibenseitigen Wärmeeinflußzonen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren der eingangs beschriebenen Gattung zur Ver fügung zu stellen,

- das eine solche Belastungsprüfung des Kettbaums ermöglicht, daß Material- und/oder Schweißfehler in den Schweißnähten und deren kettbaumscheiben seitigen unmittelbaren Umgebung sicher erkannt werden,
und
- mit dem ein Kettbaum geschaffen wird, bei dem eine große Belastung, die beispielsweise auf Grund von durch den auf dem Kettbaum befindlichen Faden- oder Garnwickel ausgeübten Druckkräften entstehen kann, oder wiederholte Belastungen die ser Art nicht zum Ab- oder Wegspringen der Kett baumscheibe oder Kettbaumscheiben mit der Folge der Gefährdung des Bedienungspersonals und/oder der Beschädigung der maschinellen Einrichtungen führt.

Um es kurz zusammenzufassen: Es soll also ein Ver fahren zur Herstellung eines sicheren Kettbaums zur Verfügung gestellt werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 angegeben.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, einen Kettbaum der eingangs beschriebenen Gattung zur Verfügung zu stellen, der sicher in der Hand habung ist, d.h., daß bei dessen Benutzung eine entsprechend große, gegebenenfalls wiederholte Be lastung, beispielsweise auf Grund von durch den auf dem Kettbaum befindlichen Faden- oder Garn wickel ausgeübten Druckkräften, nicht zum Ab- oder Wegspringen der Kettbaumscheibe oder -scheiben mit der Folge der Gefährdung des Bedienungsperso nals und/oder der Beschädigung der Maschine, an der der Kettbaum eingesetzt wird, führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß beim eingangs beschriebenen Kettbaum durch die im Kennzeichen des Anspruchs 3 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit der Erfindung ist eine echte, also eine mit ausreichender Zugkraft zur Feststellung von Mate rial- und/oder Schweißfehlern erfolgende Belastungs prüfung der Rundschweißnähte und des Metalls am Übergang zwischen diesen Schweißnähten und den Wärmeeinflußzonen auf der Seite der Kettbaumschei ben möglich, ohne das Metall in den kettbaumrohr seitigen Wärmeeinflußzonen über deren Fließgrenze hinaus zu beanspruchen. Dieses wird dadurch erreicht, daß diese Prüfung dann vorgenommen wird, wenn

- die im Bereich der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen liegende unmittelbare Umgebung der Rundschweißnähte jeweils über eine Länge - gemessen ab Mitte der Schweißnaht - von höchstens der Länge l der ringförmigen Verstärkung oder Verdickung am Innenumfang eines Kettbaumrohrendes,
- der Bereich der Rundschweißnähte selbst
und
- die im Bereich der Kettbaumscheibenhälse liegende unmittelbare Umgebung der Rundschweißnähte

annähernd bis auf Endmaß abgedreht worden sind, jedoch der restliche Teil der Wandung des Kettbaumrohres, insbesondere der, der innerhalb der - kettbaumrohrseitigen - Wärmeeinflußzonen liegt, noch nicht. Voraussetzung dabei ist, daß die Summe der in Richtung der Längsachse des Kettbaumrohres gerichteten Zugkräfte

a) größer ist als die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des Metalls in dem Teil der Wandung des Kettbaumrohres, der jeweils noch innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen liegt, jedoch keine ringförmige Verstärkung oder Verdickung am Innenumfang eines Endes des Kettbaumrohres aufweist, wobei dieses sich bezieht auf den Kettbaum in auf Endmaß überdrehtem Zustand,
b) kleiner ist als die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des Metalls in dem Teil der Wandung des Kettbaumrohres, der jeweils noch innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen liegt, jedoch keine ringförmige Verstärkung oder Verdickung am Innenumfang eines Endes des Kettbaumrohres aufweist, wobei dieses sich bezieht auf den Kettbaum in noch nicht auf Endmaß überdrehtem Zustand,
und
c) kleiner ist als die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des Metalls in dem Teil der Wandung des Kettbaumrohres, der ebenfalls jeweils innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen liegt, der jedoch zuvor abgedreht wurde, wobei dieses sich bezieht auf den Kettbaum in noch nicht auf Endmaß überdrehtem Zustand,

wobei die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des unter a) und b) genannten Teils in auf Endmaß überdrehtem Zustand kleiner ist als die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des unter a) und b) genannten Teils in noch nicht auf Endmaß überdrehtem Zustand.

Die Erfindung führt ferner dazu, daß nach der Fertigstellung des Kettbaums - also nach dem Überdrehen des Kettbaums auf Endmaß im Bereich der Kettbaumscheibenhälse, der Rundschweißnähte und des Kettbaumrohres - der jeweils innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen liegende Teil der Wandung des Kettbaumrohres, der zwar überdreht, jedoch davor nicht auf Endmaß abgedreht wurde, jeweils die schwächste Stelle dieses Kettbaums bildet. Diese Schwachstelle ist für den Anwender des Kettbaums aus folgendem Grund erwünscht:

Eine Überbeanspruchung des Kettbaums durch das mit Spannung aufgewickelte Fadenmaterial - beispielsweise aus Polyester, Polyamid, Polypropylen etc. - führt nicht zum Sprödbruch im Bereich der Schweißnähte oder deren kettbaumscheibenseitigen Umgebung, sondern zu einem Fließen des Metalls im zuvor erwähnten schwächsten Teil der Wandung des Kettbaumrohres. Durch dieses Fließen wird die Spannung in der Fadenwicklung abgebaut, bevor es zum Bruch kommt: das Fließen vernichtet sozusagen die in der Faden- bzw. Garnwicklung gespeicherte Energie.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeich nungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Kettbaum im Schnitt durch die Kettbaumrohr-Längs achse.

In dieser Figur ist der Kettbaum 1, bestehend aus dem Kettbaumrohr 2 mit an den Enden des Kettbaum rohres 2 angeordneten Kettbaumscheiben 3 und 4 dargestellt.

Die Kettbaumscheiben 3 und 4 besitzen an der dem Kettbaumrohr 2 zugekehrten Seite jeweils einen Kettbaumscheibenhals 5 resp. 6, der mit dem jewei ligen Ende des Kettbaumrohres 2 an der Stoßstelle zwischen dem Kettbaumrohr 2 und dem Kettbaumschei benhals 5 resp. 6 durch eine Rundschweißnaht 9 resp. 10 fest verbunden ist.

Das jeweilige Ende des Kettbaumrohres 2 ist am Innenumfang mit einer ringförmigen Verstärkung oder Verdickung 15 resp. 16 versehen und über einen Kragen 7 resp. 8 eines Kettbaumscheibenhalses 5 resp. 6 gesteckt.

Fig. 2 zeigt - in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegender Erfindung - schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer Kettbaumscheibe und des Kettbaumrohres.

In dieser Figur - mit Schnitt durch die Kettbaum rohr-Längsachse - sind eine Kettbaumscheibe 3 mit einem Kettbaumscheibenhals 5 und das Kettbaumrohr 2 in dem Zustand dargestellt, in dem das am Innenum fang mit einer ringförmigen Verstärkung oder Ver dickung 15 versehene Ende des Kettbaumrohres 2 über den Kragen 7 des Kettbaumscheibenhalses 5 ge steckt worden ist.

Fig 3 zeigt - in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung - schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer Kettbaumscheibe und des Kettbaumrohres.

In dieser Figur - mit Schnitt durch die Kettbaum rohr-Längsachse - sind eine Kettbaumscheibe 3 mit einem Kettbaumscheibenhals 5 und das Kettbaumrohr 2 in dem Zustand dargestellt, in dem das Ende des Kettbaumrohres 2 mit dem Kettbaumscheibenhals 5 durch Rundumverschweißen an der Stoßstelle zwi schen dem Kettbaumrohr 2 und dem Kettbaumscheiben hals 5 fest verbunden worden ist. Die Fig. 3 zeigt ferner die Rundschweißnaht 9, die ringförmige Ver stärkung oder Verdickung 15 am Innenumfang des En des des Kettbaumrohres 2, den Kragen 7 des Kett baumscheibenhalses 5, die auf der Seite der Kett baumscheibe 3 befindliche (kettbaumscheibenseiti ge), durch das Rundumverschweißen entstandene Wärmeeinflußzone 12 sowie die auf der Seite des Kettbaumrohres 2 befindliche (kettbaumrohrseitige), ebenfalls durch das Rundumverschweißen entstandene Wärmeeinflußzone 11.

Fig. 4 zeigt - in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung - schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer Kettbaumscheibe und des Kettbaumrohres.

In dieser Figur - mit Schnitt durch die Kettbaum rohr-Längsachse - sind eine Kettbaumscheibe 3 mit einem Kettbaumscheibenhals 5 und das Kettbaumrohr 2 in dem Zustand dargestellt, in dem - nach dem Rund umverschweißen - zunächst nur der Bereich der Rundschweißnaht 9, ferner die im Bereich des Kett baumscheibenhalses 5 liegende unmittelbare Umge bung der Rundschweißnaht 9 und die im Bereich der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzone 11 liegende unmittelbare Umgebung der Rundschweißnaht 9 an nähernd bis auf Endmaß abgedreht worden sind (letz tere über eine Länge von etwa zwei Drittel der Länge der ringförmigen Verstärkung oder Verdickung 15, gemessen ab Mitte der Schweißnaht 9). Die Fig. 4 zeigt ferner die ringförmige Verstärkung oder Ver dickung 15 am Innenumfang des Endes des Kettbaum rohres 2, den Kragen 7 des Kettbaumscheibenhalses 5, die kettbaumscheibenseitige Wärmeeinflußzone 12 und außerdem

- den Teil 13 der Wandung des Kettbaumrohres 2, der - annähernd bis auf Endmaß - abgedreht wur de, innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeein flußzone 11 liegt und eine ringförmige Verstär kung oder Verdickung 15 aufweist sowie
- den Teil 14 der Wandung des Kettbaumrohres 2, der noch nicht - auf Endmaß - abgedreht oder überdreht wurde, ebenfalls noch innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzone 11 liegt und keine ringförmige Verstärkung oder Verdickung aufweist.

Fig. 5 zeigt - in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung - schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer Kettbaumscheibe und des Kettbaumrohres.

In dieser Figur - mit Schnitt durch die Kettbaum rohr-Längsachse - sind eine Kettbaumscheibe 3 mit einem Kettbaumscheibenhals 5 und das Kettbaumrohr 2 in dem Zustand dargestellt, in dem - nach der Durchführung der Belastungsprüfung - der Bereich des Kettbaumscheibenhalses 5, der Rundschweißnaht 9 und des Kettbaumrohres 2 auf Endmaß überdreht wor den ist; dieses Überdrehen ist so erfolgt, daß die Dicke s 2 des nunmehr überdrehten, zuvor abgedreh ten und innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärme einflußzone 11 liegenden Teils 13 der Wandung des Kettbaumrohres 2 größer als die Dicke s 1 des nun mehr überdrehten, zuvor nicht abgedrehten und eben falls innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeein flußzone 11 liegenden Teils 14 der Wandung des Kettbaumrohres 2 ist. Die Fig. 5 zeigt ferner die ringförmige Verstärkung oder Verdickung 15 am In nenumfang des Endes des Kettbaumrohres 2, den Kra gen 7 des Kettbaumscheibenhalses 5 sowie die kett baumscheibenseitige Wärmeeinflußzone 12. Damit zeigt Fig. 5 einen Schnitt durch einen Teil einer Kettbaumscheibe und des Kettbaumrohres im Endzustand des erfindungsgemäßen Kettbaums, i.e. nach dessen Fertigstellung.

Für die Erfindung wurden

- ein rundes, gezogenes Kettbaumrohr aus einer Aluminiumlegierung aus 0,5 Gewichtsprozent Sili cium, 0,7 Gewichtsprozent Eisen, 0,8 Gewichtspro zent Mangan, 1,3 Gewichtsprozent Magnesium und 96,7 Gewichtsprozent Aluminium
und
- zwei geschmiedete, jeweils einen Kettbaumschei benhals aufweisende Kettbaumscheiben aus einer Aluminiumlegierung aus 1,3 Gewichtsprozent Eisen, 0,9 Gewichtsprozent Kupfer, 0,2 Gewichtsprozent Mangan, 4,1 Gewichtsprozent Magnesium, 0,2 Ge wichtsprozent Chrom, 5,1 Gewichtsprozent Zink und 88,2 Gewichtsprozent Aluminium

eingesetzt.

Das Kettbaumrohr hatte eine Länge von 825 mm, eine Wanddicke von 16 mm und einen Außendurchmesser von 302 mm.

Ferner war das Kettbaumrohr an seinen Enden jeweils am Innenumfang mit einer - durch Auftragschweißung erhaltenen und anschließend kalibrierten - ring förmigen Verstärkung versehen, die eine Dicke von 2 mm und eine Länge von 10 mm aufwies.

Die Kettbaumscheiben hatten jeweils folgende Ab messungen:

- eine Dicke von 47 mm (im Bereich, wo der Kett baumscheibenhals in die Kettbaumscheibe übergeht),
- einen Scheiben-Außendurchmesser von 762 mm,
- eine Länge des Kettbaumscheibenhalses von 70 mm,
und
- eine Länge des Kragens des Kettbaumscheibenhal ses von 10 mm.

Der Außendurchmesser der Kragen entsprach dem In nendurchmesser des Kettbaumrohres an den Enden dieses Rohres.

Der Radius am Übergang vom Kettbaumscheibenhals zur Kettbaumscheibe betrug jeweils circa 15 mm.

Es wurde jeweils ein Ende des Kettbaumrohres über einen Kragen eines Kettbaumscheibenhalses gesteckt. Danach wurde jeweils das Ende des Kettbaumrohres mit dem Kettbaumscheibenhals durch Rundumver schweißen, und zwar durch ein teilautomatisiertes Lichtbogen-Schutzgas-Schweißverfahren, an der Stoß stelle zwischen dem Kettbaumrohr und dem Kettbaum scheibenhals fest verbunden; dabei wurde eine V-förmige Schweißnaht, die im oberen Bereich eine Länge von 15 mm aufwies, hergestellt. Als Schweißzusatz wurde dabei eine Legierung aus 1,9 Gewichtsprozent Silicium, 0,4 Gewichtsprozent Eisen, 1,3 Gewichtsprozent Magnesium, 1,0 Gewichts prozent Zinn und 95,4 Gewichtsprozent Aluminium verwendet.

Nach dem Rundumverschweißen wurden zunächst

- die im Bereich der kettbaumrohrseitigen, durch die Wärme beim Rundumverschweißen entstandenen Wärmeeinflußzonen liegende unmittelbare Umgebung der Rundschweißnähte,
- der Bereich der Rundschweißnähte selbst
und
- die im Bereich der Kettbaumscheibenhälse liegen de unmittelbare Umgebung der Rundschweißnähte

annähernd bis auf Endmaß, nämlich bis auf einen Außendurchmesser von 298,2 mm abgedreht.

Die Länge dieser beiden Abdrehungen betrug jeweils insgesamt 17 mm, die sich zusammensetzte aus je weils

- einer Abdrehung mit einer Länge von 1 mm im Be reich der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzone (damit entspricht diese Abdrehung, gemessen ab Mitte der Schweißnaht, einer Länge von circa 8,5 mm - nämlich der Hälfte der Länge der Schweißnaht von 15 mm plus 1 mm - und ist somit kürzer als die ringförmige Verstärkung, die eine Länge von 10 mm aufweist),
- daran anschließend einer Abdrehung mit einer Länge von 15 mm des Bereichs der Schweißnaht selbst
und
- daran anschließend einer Abdrehung mit einer Länge von 1 mm im Bereich des Kettbaumscheiben halses.

Nach dem zuvor erwähnten Abdrehen wurde der Kett baum einer Belastungsprüfung unterzogen, indem man auf seinen zylindrischen Teil regelmäßig verteilte, in Richtung der Längsachse des Kettbaumrohres ge richtete Zugkräfte wirken ließ. Dieses erfolgte auf folgende Art:

Man legte an der Innenseite der Kettbaumscheiben jeweils einen - aus zwei Halbringen zusammengesetz ten - Stahlring an. An diesen Ringen setzte man - regelmäßig an der Fläche der Ringe ver teilte - Kolbenstangen an, die beidseitig aus 12 Hydraulikzylindern gedrückt wurden. Diese Hydraulik zylinder waren miteinander durch Hydraulikleitungen verbunden. Die Hydraulikzylinder waren gleich und hatten somit alle den gleichen Kolbendurchmesser. Mit den Kolbenstangen wurde eine Gesamtzugkraft von 1800 kN auf den zylindrischen Teil des Kett baums und damit auf die zu prüfenden Stellen, nämlich auf die Schweißnähte und deren unmittel bare kettbaumscheibenseitige Umgebung, ausgeübt.

Die zu prüfenden Stellen hielten die Belastung von 1800 kN aus: es erfolgte kein Ab- bzw. Wegsprin gen der Kettbaumscheibe oder -scheiben.

Die Gesamtzugkraft von 1800 kN war

- größer als die Kraft von 1750 kN, die notwendig wäre zur Erreichung der Fließgrenze des Metalls in dem Teil der Wandung des Kettbaumrohres, der jeweils innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärme einflußzonen lag, der jedoch keine ringförmige Verstärkung aufwies (dieses bezog sich auf den Kettbaum in auf Endmaß überdrehtem Zustand)
und
- kleiner als die Kraft von 2050 kN, die notwendig wäre zur Erreichung der Fließgrenze des Metalls in dem Teil der Wandung des Kettbaumrohres, der ebenfalls jeweils innerhalb der kettbaumrohrsei tigen Wärmeeinflußzonen lag, der jedoch zuvor abgedreht wurde (dieses bezog sich auf den Kett baum in noch nicht auf Endmaß überdrehtem Zu stand).

Erst nach der Durchführung der Belastungsprüfung wurde der Kettbaum auf Endmaß überdreht:

- Der Bereich der Kettbaumscheibenhälse, der Rund schweißnähte und des Kettbaumrohres wurde bis auf einen Außendurchmesser von 298,0 mm überdreht;
- der Radius am Übergang vom Kettbaumscheibenhals zur Kettbaumscheibe wurde ebenfalls überdreht, und zwar so, daß er jeweils nur noch 5 mm betrug;
- außerdem wurden die Kettbaumscheiben auf der Seite des Kettbaumrohres so weit überdreht, daß sie jeweils im Bereich, wo der Kettbaumscheiben hals in die Kettbaumscheibe übergeht, eine Dicke von 45 mm aufwiesen.

Nach dem Überdrehen auf Endmaß besaß der nunmehr überdrehte, vor der Durchführung der Belastungsprü fung abgedrehte und jeweils innerhalb der kettbaum rohrseitigen Wärmeeinflußzonen liegende Teil der Wandung des Kettbaumrohres eine Dicke von 16 mm und war damit dicker als der nun überdrehte, zuvor jedoch nicht abgedrehte und ebenfalls jeweils inner halb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen liegende Teil der Wandung des Kettbaumrohres, der eine Dicke von 14 mm besaß.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Kettbaums aus

wird, ferner der so hergestellte Kettbaum im Bereich der Kettbaumscheibenhälse, der Rundschweißnähte und des Kettbaumrohres auf Endmaß überdreht und der Kettbaum einer Belastungsprüfung der Art unterzogen wird, daß man auf seinen zylindrischen Teil regelmäßig verteilte, in Richtung der Längsachse des Kettbaumrohres gerichtete Zugkräfte wirken läßt, dadurch gekennzeichnet, daß

- nach dem Rundumverschweißen zunächst nur die im Bereich der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen (11) liegende unmittelbare Umgebung der Rundschweißnähte (9; 10) jeweils über eine ab Mitte der Schweißnaht gemessene Länge, die höchstens der Länge l der ringförmigen Verstärkung oder Verdickung (15; 16) am Innenumfang eines Endes des Kettbaumrohres (2) entspricht, ferner der Bereich der Rundschweißnähte (9; 10) selbst und die im Bereich der Kettbaumscheibenhälse (5; 6) liegende unmittelbare Umgebung der Rundschweißnähte (9; 10) annähernd bis auf Endmaß abgedreht werden,
- anschließend der Kettbaum (1) der Belastungsprüfung in der Weise unterzogen wird, daß die Summe der in Richtung der Längsachse des Kettbaumrohres (2) gerichteten Zugkräfte
- a) größer ist als die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des Metalls in dem Teil (14) der Wandung des Kettbaumrohres (2), der jeweils noch innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen (11) liegt, jedoch keine ringförmige Verstärkung oder Verdickung am Innenumfang eines Endes des Kettbaumrohres (2) aufweist, wobei dieses sich bezieht auf den Kettbaum (1) in auf Endmaß überdrehtem Zustand,
- b) kleiner ist als die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des Metalls in dem Teil (14) der Wandung des Kettbaumrohres (2), der jeweils noch innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen (11) liegt, jedoch keine ringförmige Verstärkung oder Verdickung am Innenumfang eines Endes des Kettbaumrohres (2) aufweist, wobei dieses sich bezieht auf den Kettbaum (1) in noch nicht auf Endmaß überdrehten Zustand,
  und
- c) kleiner ist als die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des Metalls in dem Teil (13) der Wandung des Kettbaumrohres (2), der ebenfalls jeweils innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen (11) liegt, der jedoch zuvor abgedreht wurde, wobei dieses sich bezieht auf den Kettbaum (1) in noch nicht auf Endmaß überdrehtem Zustand,

wobei die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des unter a) und b) genannten Teils (14) in auf Endmaß überdrehtem Zustand kleiner ist als die Kraft, die notwendig ist zur Erreichung der Grenze zwischen dem elastischen und dem plastischen Verformungsbereich des unter a) und b) genannten Teils (14) in noch nicht auf Endmaß überdrehtem Zustand
und

- erst dann der Kettbaum (1) im Bereich der Kettbaumscheibenhälse (5; 6), der Rundschweißnähte (9; 10) und des Kettbaumrohres (2) so auf Endmaß überdreht wird, daß die Dicke (s 2) des nun überdrehten, zuvor abgedrehten und jeweils innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen (11) liegenden Teils (13) der Wandung des Kettbaumrohres (2) größer als die Dicke (s 1) des nun überdrehten, zuvor jedoch nicht abgedrehten und ebenfalls jeweils innerhalb der kettbaumrohrseitigen Wärmeeinflußzonen (11) liegenden Teils (14) der Wandung des Kettbaumrohres (2) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das schweißbare Metall Leichtmetall ist.

3. Kettbaum, bestehend aus einem runden Kettbaum rohr aus schweißbarem Metall mit an den Enden des Kettbaumrohres angeordneten Kettbaumschei ben aus ebenfalls schweißbarem Metall, bei dem die Kettbaumscheiben an der dem Kettbaumrohr zugekehrten Seite jeweils einen Kettbaumschei benhals besitzen, der mit dem jeweiligen Ende des Kettbaumrohres an der Stoßstelle zwischen dem Kettbaumrohr und dem Kettbaumscheibenhals durch eine Rundschweißnaht fest verbunden ist, wobei jeweils das am Innenumfang mit einer ring förmigen Verstärkung oder Verdickung versehene Ende des Kettbaumrohres über einen Kragen eines Kettbaumscheibenhalses gesteckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kettbaum (1) nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 herge stellt worden ist.