DE714165C

DE714165C - Verfahren zur Herstellung von Laeufern fuer Drehkolbenkraft- und Arbeitsmaschinen

Info

Publication number: DE714165C
Application number: DED73802D
Authority: DE
Inventors: Paul Strucksberg
Original assignee: Krupp Stahl AG; Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG; Krupp Stahl AG
Priority date: 1936-11-03
Filing date: 1936-11-03
Publication date: 1941-11-22

Description

Verfahren zur Herstellung von Läufern für Drehkolbenkraft- und Arbeitsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Läufern von Drehkolbenkraft- und Arbeitsmaschinen sowie ähnlichen, durch Schneidwerkzewge bearbeitbaren walzenförmigen Werkstücken durch Angießen des Mantels an die schmiedeeiserne öder stählerne Welle. Dabei soll in der Welle durch Aufkohlung eine Randzone mit geringerer Schmelztemperatur geschaffen werden, die ein Verschweißen mit dem flüssig eingebrachten Gußeisen ermöglicht.
Es ist bereits ein Weg gezeigt worden, wie die Aufkohlung der Randzone der Welle beim Umgießen erreicht werden kann. Nach diesem Vorschlag bedient man sich einer überlaufform, in die ein Mehrfaches der zur Bildung des Mantels notwendigen Guß.ei.senmenge eingegossen wird. .Durch das reichliche Nachgießen @ von flüssigem Gußeisen wird um die Welle herum längere Zeit eine flüssige Zone . aufrechterhalten. Die Welle erwärmt sich auf die Temperatur des Gußeisens und ist dann in der Lage, dem flüssigen Gußeisen Kohlenstoff zu entziehen. Der Kohlenstoffgehalt der Randzone der Welle steigt bis über den eutektoiden Gehalt (siehe Abb. i') an, -wodurch die Schmelztemperatur sinkt. Da die Gießtemperatur des Gußeisens immer etwas höher als der Schmelzpunkt liegt, besteht nunmehr die Möglichkeit einer Verschmelzung des Gußeisens mit der kohlenstoffreichen Randzone des Stahles oder des Schmiedeisens der Welle.
Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß an den Enden des gußeisernen Mantels die Verschweißung mit der Welle nicht die gewünschte Güte erreicht. Es konnten dort Risse und Spalten festgestellt werden. Um nun ein Werkstück zu erzielen, bei dem keinerlei N-ferkstofftrennung zwischen den beiden Teilen besteht, werden gemäß der Erfindung. die ungenügend verschweißten Abschnitte an den Enden des Mantels am fertigen Werkstück entfernt. Das Gußeisen wird auf eine wesentlich größere Breite als die endgültige Breite des Mantels eingegossen. und der Mantel wird dann auf die endgültig(.,' Breite abgedreht.
Diese Maßnahme hat auf den ersten Blick eine gewisse Ähnlichkeit mit dem bei Gußstücken vielfach üblichen abstechen des sog. verlorenen Kopfes. Hier handelt es sich um die Beseitigung eines durch Lunkerbildung unbrauchbaren Teils des Gußstückes an der höchsten Stelle. Im vorliegenden Falle Bandelt es sich jedoch nicht darum, die Folgen einer Lunkerbildung zu beseitigen, sondern darum, eine auf die ganze Läng-- einwandfreie Verschweißung nvischen einem gußeisernen Mantel und einer schmiedeeisernen Welle zu erzielen. Das Abstechen des Mantels wird auch auf eine wesentlich größere Tiefe vorgenommen, als eine etwaige Lunkerbildung erfordern würde, und erfolgt sowohl an dem in der Gießform unten als auch oben liegenden Ende.
Ferner berücksichtigt die Erfindung den Umstand, daß die aufgekohlte Randzone eine , ",er , ingere Festigkeit hat als der unveränderte Wellenwerkstoff. Gemäß> der Erfindung wird clie Verschmelzungszone, in welcher sich der kohlenstoffreiche Stahl befindet, in einen Bereich verlegt. in welchem sie -weder die Dauerwechselfestigkeit der stählernen Welle schwächt noch die . Bearbeitbarkeit des Läufers vermindert. u diesem Zwecke wird die aufgekohlte Randzone außerhalb des Durchmessers gelegt, in welchem der Übergangsbogen "Hohllcelile) endigt. Das kann beim Abdrehen des Mantels auf die endgültige Breite geschehen, indem die Welle an den Zapfen so abgedreht -wird, daß die Hohlkehle am Übergang auf den größeren Durchmesser noch vor der Randzone endet, die die Aufkohlung erfahren hat. Der Obergang von dem kleinen Durchmesser der Welle zum großen Durchmesser des Läufers findet also vollständig im Bereich des unveränderten Wellen-verkstofzes statt.
Durch die Vereinigung der beiden vorstehenden -Maßnahmen -wird eine Verbindung zwischen `Volle und Mantel erzielt. die in der Lage ist, im Dauerbetrieb sehr große Kräfte in Umfangsrichtung zu übertragen. Insbesondere für die Läufer von Drehkolbenmaschinen bedeutet die Erfindung einen erlieblichen Fortschritt; denn hier sind die Voraussetzungen, verhältnismäßig dünne Welle, großer Durchmesser des Mantels und sehr große Drehmomente, für die Erzielung einer widerstandsfähigen Verbindung zwischen Welle und Mantel besonders ungünstig. Die Erfindung hat, -wie sowohl durch Versuche als auch im Dauerbetrieb festgestellt -werden konnte, erstmals eine wirklich zufriedenste]-

1f Lösung des Problems gebracht.

s Verfahren ist an Hand eines Läufers

ciäes Drehkolbenverdichters näher erläutert.

".Der Läufer soll im fertigen Zustand die aus Abb. 3 ersichtliche Form aufweisen. Um eine einwandfreie Verschmelzung zlvischen Läufer bzw. Walze i und der Welle 2 zu erreichen, die auch den dauernd wechselnden Beanspruchungen mit Sicherheit standhält, wird nach Abb. 2 die Welle zunächst auf einen Durchmessera vorgedreht, dir etwa dem Außendurchmesser der I1bergangszone 3 des fertigen Werkstückes entspricht. Die so vorgearbeitete Welle wird in eine Überlaufform eingebracht, wobei sie entweder gar nicht oder wenig vorgewärmt -wird. Nunmehr uird das Gußeisen auf eine Breite b eingegossen. die wesentlich größer ist als die Breitee, welche später der Läufer aufweisen soll. Da das Gußeisen im überfluß in die Foren gebracht wird, wandert unter gleichzeitiger starker Erhitzung der Randzone 3 der Welle KohIenstoli vom Gußeisen in diese Randzone über. Die Randzone wird also aufgekohlt. Dadurch sinkt ihr Schmelzpunkt. und nunmehr tritt eine innige Verschmelzung zwischen der Walze i und der Randzone 3 ein. Es ist dabei nicht vermeidbar, daß an den Walzenenden bei .1 Risse oder Spalte entstehen. Diese werden bei der nachfolgenden Bearbeitung, die aus Abb.3 ersichtlich ist, durch Abstechen des Teils ia der Walze entfernt. Alsdann werden die Walzenzapfen 2,e auf den richtigen Durchmesser abgedreht, wobei infolge der anfangs erläuterten Vorkehrungen die Hohlkehle ; so zu liegen kommt, daß sie noch vor dem Innendurchmesser der Zone 3 endigt. Damit -wird erreicht, daß die Welle 2 nicht etwa gerade in demjenigen Teil geschwächt wird, der für die Festigkeit am meisten maßgebend ist; andererseits beginnt auch die Übergangszone alsbald hinter der Hohlkehle, so daß die Bearbeitbarkeit der Walze his etwa zum Wellendurchmesser gewahrt bleibt, so daß z. B. tiefe Schlitze eingefräst werden können.
Es ist denkbar, daß die Aufkohlung der Randzone der Welle, welche Voraussetzung für eine einwandfreie Verschiveißung ist, auch durch andere Maßnahmen herbeigeführtwird. Die einfachste ist aber das oben geschilderte Umgießen der Welle mit einer größeren als der benötigten Gußeisenmenge.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Läufern für Drehkolbenkraft- und Arbeitsmaschinen sowie ähnlichen, durch Schneidiverkzeuge hearbeitbaren -walzenförmigen Werkstücken .durch Angießen des Mantels an die Welle, wobei in der Welle durch Aufkohlung eine Randzone mit geringerer Schmelztemperatur geschaffen wird, die ein Verschweißen mit dem flüssig eingebrachten Gußeisen ermöglicht, dadurch gekennzeichnet? daß das Gußeisen auf eine wesentlich größere Breite als. die endgültige. Breite des Mantels eingegossen wird und beim Abdrehen des Mantels auf die endgültige Breite die Welle an den Zapfen so abgedreht wird, daß die Hohlkehle am Übergang' auf den großen Durchmesser noch vor der Randzone der Welle endet. die die Aufkohlung erfahren hat.