DE531067C - Baustoff fuer Maschinen und Maschinenteile - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4. AUGUST 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE [47b GRUPPEl

M99643 Xll\4₇b Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 23. Juli

Vereinigte Deutsche Metallwerke Akt-Ges. in Einsal b. Altena

Baustoff für Maschinen und Maschinenteile

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Mai 1927 ab

Als Maßstab für die Brauchbarkeit eines Baustoffes in der Technik wird im allgemeinen die Festigkeit gegenüber Zug und Druck genannt. Dies ist aber insofern unrichtig, als die Beanspruchungen nur durch Zug oder durch Druck verhältnismäßig selten sind. In neuzeitlichen Maschinen müssen die Baustoffe nicht nur hohe Festigkeit, sondern auch große Widerstandsfähigkeit gegen dauernd wechselnde Biegebeanspruchungen aufweisen, die bei neuzeitlichen schnellaufenden Maschinen als Folge der durch die hohe Drehzahl hervorgerufenen Schwingungen auftreten.

Zahlreiche Brüche, die trotz ausreichender Zug- und Druckfestigkeit der Baustoffe, z. B. bei Pleuelstangen, Feuerbudhsen, Stehbolzen, Kurbelwellen usw., vorkommen, sind auf ungenügende Widerstandsfähigkeit des Baustoffes gegen derartige Dauersdiwingungen zurückzuführen. Dieser Übelstand tritt gerade bei Metallen mit hoher Festigkeit auf, da mit steigender Festigkeit die Dauerbiegefähigkeit abzunehmen pflegt.

Bei genauer Verfolgung der Erscheinungen bei der Dauerbiegung ergibt sich das Folgende: Erstens erweisen sich Metalle, die sich bei mechanischer Bearbeitung langsam verfestigen, widerstandsfähiger als solche mit rascher Verfestigung. Bei den letzteren können infolge von Dauerbiegungen leicht kleine Einrisse entstehen, die sich infolge von Kerbwirkung schnell vergrößern und schließlich zum Bruch führen. Es ertragen also Metalle mit geringer Festigkeit im allgemeinen Verbiegungen weit besser als soldhb mit hohler Festigkeit, die als Baustoffe neuerdings immer mehr bevorzugt werden.

Gemäß der Erfindung werden für Maschinen und Maschinenteile, insbesondere solche, die Dauerbeanspruchungen in elastischem oder überelastischem Gebiet durch Wärmeausdehnung, Schwingungen oder sonstige Dauerbiegungen ausgesetzt sind, wie Pleuelstangen, Kurbelwellen, Stehbolzen, Feuerbuchsen, als Baustoffe Doppelmietalle gewählt mit einem Kernmetall von hoher Festigkeit, wie Flußeisen, und mit einem Überzugmetall von hoher Biegefähigkeit, ζ. Β. reinem kohlenstoffarmen Eisen, Aluminium, Messing, Kupfer. Unerläßliche Bedingung ist, daß das Kernmetall mit dem Überzugmetall gut verschweißt ist. Zweckmäßig wird die Verschweißung dadurch hergestellt, daß ein hoch erhitztes Kernmetall mit einem flüssigen Überzugmetall umgössen wird. Gemäß der Erfindung gelangt man zu einem Baustoff, der neben hoher Festigkeit eine außerordentlich hohe Biegefähigkeit ergibt. Die geringe Festigkeit des Überzugmetalls spielt insofern keine Rolle, als der Überzug·, wenn beide Metalle gut verschweißt sind, sehr dünn sein kann. Versuche haben überraschenderweise ergeben, daß die Widerstandsfähigkeit gegen dauernd wechselnde Biegebeanspruchung bei derartigen Doppelmetallen so 'hoch ist, daß sie der des weichen Überzugmetalls nahezu gleichkommt. Durch

Claims (1)

1. die Erfindung werden also Baustoffe von bisner nicht bekannten Eigenschaften gewonnen. iTDie .geringste "Festigkeit und die höchste Geschmeidigkeit sind Eigenart der reinsten Metalle. Es ist "infolgedessen zweckmäßig, stets reine Metalle zu verwenden und, selbst wenn man Legierungen benutzt, diese aus den reinsten Rohmietallen ·· herzustellen. Es hat sich nämlich! gezeigt, daß, ίο wenn an einem Überzugmetall mit höherer Festigkeit durch einen Unglücksfall oder,mit Absicht eine Beschädigung hervorgerufen wird, die geeignet ist, eine Kerbwirkung auszulösen, bei Biegungs- oder ähnlicher Beanspruchung in aller Kürze eine Erweiterung des Kerbes und damit ein Bruch! hervorgerufen wird, während die Widerstandsfähigkeit bei weichen Überzugmetallen trotz des Kerbes fast unverändert erhalten bleibt. Maschinenteile aus preßbarem oder schmiedbarem Metall, insbesondere Flußeisen, sind schon zum Schutz gegen Abnutzung mit aufgeschmolzenen Gußrnetallüberzügen oder -auskleidungen, insbesondere aus Gußeisern, versehen worden. Auch ist es üblich, Büchsen aus Stähl oder Gußeisen mit Lagermetall auszugießen oder zu umgießen und durch vorherige Verzinnung " der' eisernen ' Büchse für eine gute und haltbare Verbindung der Büchse mit dem Lagermetall zu sorgen. In beiden Fällen handelt es sich¹ jedoch nicht darum, Werkstücke zu schaffen, die gegenüber Beanspruchungen durch Dauerschwingungen widerstandsfähiger sind als das Grundmetall mit hoher Festigkeit. Aüdiwirid dieses Ziel nach den bekannten Verfahren nicht erreicht.

   Es wurde auch nicht angestrebt bei der bekannten Herstellung von Geschützrohren, Wellen, Achsen, Trägern u. dgl. aus mehreren übereinanderliiegeniden Eüizellagen aus dem gleichen oder aus- verschiedenen Baustoffen, die durch Hämmern, Pressen, Ziehen im warmen Zustande miteinander verbunden wurden. Der Zweck dieser Maßnahme war vielmehr, nicht erkennbare Fehlstellen, die in dickwandigen Maschinenteilen aus einem Stück häufiger auftreten können als in dünnwandigen, durch Vereinigung mehrerer dünnwandiger Körper zu einem starkwandigen zu vermeiden. Wurden die einzelnen dünnwandigen Lagen aus verschiedenen Baustoffen gewählt, so geschah dies in der Absicht, den zusammengesetzten Baustoff einer bestimmten Sonderverwendung besser anzupassen. Z. B. diente bei Schiffs:- wellen eine Auflage aus Bronze oder anderem nicht rostenden Metallen dazu, das Werkstück gegen Korrosion zu schützen. Es war aber auch die so erzielte Verbindung zwi- 6b schien ■ den - einzelnen * Metallagen nicht so innig, daß das Metall der einen Lage das der anderen gegen Kerbwirkungen hätte schützen können, auf die die Zerstörung harter Metalle durch Dauerbeanspruchungen in der Hauptsache zurückzuführen ist. Auch bei den bekannten Verfahren -zum Doublieren von Eisen und Kupfer u. dgl., die unter Benutzung einer metallischen Zwis'chenschicht aus hochsdhimelzendem Metall die Ver-"schweißung von Überzug- und Kernmetall vornahmen, fehlte bisher die Erkenntnis, daß eine besonders hohe Festigkeit von Maschinenteilen gegen Dauerschwingungen dadurch erreicht wird, daß. man die betreffenden Mascbinentejile aus einem Doppelmetall herstellt, dessen -,lCernmetall ein Metall von hoher Festigkeit und dessen Überzugmetall ein Metall von "großer Biegefähigkeit ist, und es konnten; demgemäß derartige Baustoffe auc'h nach diesen Verfahren bisher nicht hergestellt werden. ;'

   PATENTANSi'KÜCllli:

   i. Baustoff für Maschinen und Maschanenteile, insbesondere solche, die Dauerbeanspruchungen in elastischem oder überelastischem Gebiet durch Wärmeausdehnung, Schwingungen oder sonstige Dauerbiegungen ausgesetzt sind, wie go Pleuelstangen, Kurbelwellen, Stehbolzen, Feuerbuchsen, bestehend aus Doppelmetallen aus einem Kernmetall mit hoher Festigkeit und einem Überzugmetall von hoher Biegefähigkeit, die durch Umgießen miteinander verschweißt sind.

   z. Baustoffe nachi Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugmetalle Metalle ■ von hoher Reinheit verwendet werden. .