DE665129C

DE665129C - Gusseiserne Wellen

Info

Publication number: DE665129C
Application number: DEA81010D
Authority: DE
Inventors: Johannes Rassmann; Hermann Weber
Original assignee: Audi AG; Auto Union AG
Current assignee: Audi AG; Auto Union AG
Priority date: 1936-11-08
Filing date: 1936-11-08
Publication date: 1938-09-17

Description

Gußeiserne Wellen, insbesondere Kurbelwellen, werden in bekannter Weise an den Laufstellen durch Ringe aus Stahl oder an- * deren Werkstoffen armiert, die durch Um-S gießen mit dem Gußeisen verbunden sind. Dieses letztere erfolgt in der Weise, daß die beispielsweise bei einer Kurbelwelle als Lagerstellen für Rollenlager dienende Stahlbüchse in eine Form eingelegt und das flüssige Gußeisen um die Ringe geführt wird. Die auf diese Weise hergestellten Maschinenteile weisen aber den Nachteil auf, daß die Verbindung zwischen dem Gußeisen und dem Stahl sich mit der Zeit lockert, da das in die Form eingegossene Gußeisen beim Aufstoßen auf den Stahlteil abschreckt und schnell erstarrt. Um dieses Abschrecken des flüssigen Gußeisens zu vermeiden und eine feste Verbindung zu erzielen, werden erfindungsgemäß die mit der Welle vergossenen Ein- und Auflagen zusätzlich mit letzterer verschweißt. Dieses Verschweißen kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Stahlteil auf seiner dem Gußteil anliegenden Seite so stark erhitzt wird, daß der flüssige gußeiserne Strom nicht gegen die Wandung der in die Gußform eingelegten Stahlteile aufprallt, dort erstarrt und abschreckt, sondern an den vorerhitzten Stahlteil so viel Hitze abgibt, bis an der Berührungsstelle auch am Stahlteil ein Flüssigwerden eintritt und beide nunmehr flüssigen Werkstoffe ineinanderfließen und verschweißt werden_;.

Dieses Ziel kann auch, ohne Inanspruchnahme des Erhitzens der zu verschweißenden Stahlteile dadurch erreicht werden, indem das Überhitzen des flüssigen Gußeisens evtl. durch Auswahl geeigneter Sorten so weit getrieben wird, daß das Gußeisen genügend Wärme an die in die Form erngelegten Stahlteile abgeben kann, um ein Verschweißen derselben mit den gußeisernen Teilen zu erzielen. Die Stahlteile werden dabei vorher von Oxydationsschichten befreit und im übrigen so ausgebildet, daß ein guter Durchfluß des Gußeisens an den Stahlteilen, erreicht wird, damit zwischen Gußeisen und Stahlteil keine Wärmestauung eintritt, son-

dem >das heiße,·flüssige Gußeisen seine Wärme bis zur Fließgrenze des Stahles an letzteren abgibt. Durch dieses Ineinanderfließen wer_::; den die bei der Erstarrung auftretenden i^J ren Spannungen aufgehoben. Sicher halber kann der fertige Maschinenteil. trägHch durch Erhitzen auf etwa 500⁰ von" restlichen Spannungen befreit werden. Als Einsatzstahl kann jede Stahlsorte Verwendung finden, die entweder an der Luft erhärtet oder in beliebiger Weise nachträglich gehärtet wird.

Eine besondere Behandlung beispielsweise eines als Lauffläche für ein Kugellager vorgesehenen Stahlringes ist an sich nicht erforderlich, da ein reiner Stahlring sich sehr gut mit dem Gußeisen verschweißen läßt. Es ist jedoch zweckmäßig, besonders bei längerer Lagerung der Ringe, sie durch irgendwelche Behandlungen, z. B. Verzinnen, Veralumieren o. dgl., gegen Oxydation zu schützen.

In den beiliegenden Abbildungen werden einige Ausführungsbeispiele dargestellt: Abb. ι bis 6 zeigen eine gußeiserne Kurbelwelle mit eingegossenen und verschweißten Lagern und Wellenzapfen.

Abb. 7 stellt das gleiche Verbinden einer gußeisernen Welle mit einem Stahlzahnrad, Abb. 8 einer gußeisernen Welle mit einem Stahltriebimg,

Abb. 9 einer gußeisernen Welle mit einer Stahlnockenscheibe,

Abb. 10 einer gußeisernen Welle mit einem Stahlhalszapfen dar.

In Abb. ι ist eine gegossene Kurbelwelle 1 mit Wellenzapfen 2 und Kurbelzapfen 3 dargestellt. Die -Lägerbüchsen 4 für die Zapfen I und 3 ragen in die Wangen der gußeisernen Kurbelwelle hinein und sind mit derselben vergossen und verschweißt.

Bei der Kurbelwelle 1 nach Abb. 2 sind die Wellenzapfen 5 und Kurbelzapfen 6 vollkommen aus Stahl und mit den gegossenen Wangen verschweißt. Die Lagerflächen werden dabei durch die Stahlzapfen selbst gebildet.

Abb. 3 zeigt eine andere Ausbildung der Kurbelwelle 7 mit einer eingegossenen und verschweißten Stahlbüchse 8 mit Flanschen 9, die den Rollen, Nadeln des Lagers und dem Pleuel als Anlagefläche dienen. Die Flanschen 9 weisen dabei keilartige Aussparungen 10 auf,.durch die eine vergrößerte Schweißfläche erzielt und damit eine Entlastung des gegossenen Kurbelzapfens erreicht wird.

Diese Entlastung des Kurbelzapfens kann in noch günstigerer Weise erfolgen, indem nach Abb. 5 und 6 die ■ Stahlbüchse 11 einen zahnradähnlichen Flansch 12 erhält, der nahezu die gesamten auftretenden Kräfte dem !■,^Kurbelzapfen abnimmt.

»•'fe&bb. 7 zeigt eine gegossene Welle 13, auf ^<ße ein Stahlzahnradkranz 14 eingegossen und ''verschweißt ist.

In Abb. 8 ist eine gußeiserne Welle 15 zu sehen, auf die ein Stahltriebling 16 auf einem konischen Ansatz 17 eingegossen und dort verschweißt ist. Wichtig ist dabei, daß der Triebling 16 eine Aussparung 18 aufweist, damit das Gußeisen durch die Aussparung beim Herstellen der Verschweißung durchfließen kann. Dazu wird noch bemerkt, daß es nicht erforderlich ist, daß eine Verstärkung der Welle für den Zahnkranz aus Stahl vorgesehen ist, sondern der Stahlzahnradkranz kann auch in die gußeiserne Welle eingreifen.

In Abb. 9 ist das Verschweißen, und Vergießen einer gußeisernen Welle 19 mit einer Stahlnockenscheibe 20 dargestellt,

in Abb. ι ο das Verschweißen und Vergießen einer gußeisernen Welle 21 mit einem Stahlhalszapfen 22.

Durch die angeführten Beispiele soll der Erfindungsgegenstand in keiner Weise in seinem Schutzumfang beschränkt werden. An Stelle von Stahlein- oder -auflagen können ohne weiteres auch solche aus anderem Werkstoff Verwendung finden. Wesentlich ist nur, daß ein tatsächliches Verschweißen, d.h. ein Ineinanderfließen der beiden verschiedenen Werkstoffe, erfolgt. Die Stahlein- bzw. -auflagen können dabei auch gleichzeitig so ausgebildet werden, daß sie einen Teil der auftretenden Kräfte aufnehmen, so daß beispielsweise bei einer Kurbelwelle der gußeiserne innere Kurbelzapfen nur geringe Kräfte zu übertragen hat und daher seine Bruchgefahr vermindert wird.

Claims

Patentansprüche:

i. Gußeiserne Welle, insbesondere Kurbelwelle, mit darauf befestigten Aufoder Einlagen aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß die vergossenen Stahlteile mit den gußeisernen zusätzlich verschweißt sind.
2. Welle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines luftgehärteten Stahles als Auf- oder Einlage.
3. Welle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlteile Flanschen mit Aussparungen, Verzahnungen o. dgl. zur Vergrößerung der Schweiß- und Halteflächen aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen