DE965464C

DE965464C - Verfahren zum Befestigen eines stabfoermigen Metallkoerpers in einem Traeger

Info

Publication number: DE965464C
Application number: DEN10629A
Authority: DE
Inventors: Robert Loosjes
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-06-24
Filing date: 1955-05-13
Publication date: 1957-06-06

Description

Verfahren zum Befestigen eines stabförmigen Metallkörpers in einem Träger Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befestigen eines stabförmigen Metallkörpers in einem Hohlraum eines Trägers unter Verwendung von Metallpulver.
Das Verfahren kommt insbesondere für diejenigen Fälle in Frage, in denen eine Welle in einem Träger statt durch eine Schraub- oder Nietverbindung durch Metallpulver befestigt wird, also in solchen Fällen, wo die Befestigung schnell und billig erfolgen muß und die Forderung nach einer hohen Genauigkeit hinsichtlich der Winkeltage des stabförmigen Körpers zu seinem Träger gestellt ist. Ein solcher Fall liegt z. B. vor bei der Befestigung einer Metallwelle in einem Rotor, der aus dem unter dem Namen »Ferroxdure« bekannten, dauermagnetischen Material besteht.
Bekannt ist es, für derartige Verbindungs- oder Befestigungsverfahren eine Gußlegierung zu verwenden; dieses Verfahren setzt stets die Verwendung eines Gußtiegels bzw. einer Gießform voraus. Oft ist aber eine Gießform, z. B. bei durch den Träger hindurchlaufenden Teilen, schwer oder überhaupt nicht anbringbar, und auch die hohe Temperatur einer solchen Gußschmelze ist nicht in jedem Fall erwünscht.
Bekannt ist weiterhin, zum Verbinden von Einzelteilen von mehrteiligen Gegenständen als Verbindungsmaterial ein elektrisch leitendes Material in pulveriger oder körniger Form zu verwenden, das nach dem Einbringen in einen zwischen den Teilen verbleibenden Ringraum durch einen hindurchgeleiteten elektrischen Strom zum Schmelzen gebracht und dadurch und durch gleichzeitig auf es ausgeübten Druck mit den Teilen verbunden wird. Bei diesem Verfahren kann das eingebrachte pulverige oder körnige Material zunächst auch in dem erwähnten Ringraum verdichtet und dann erst auf elektrischem Wege geschmolzen werden.
Im Gegensatz zu diesen bekannten Verfahren wird angestrebt, das Verbinden der miteinander zu befestigenden Teile auf kaltem Wege durchzuführen, womit gegenüber den bekannten Verfahren wesentliche Vereinfachungen erzielbar sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Metall, welches den zwischen dem festzulegenden Metallkörper und dem ihn umgebenden Träger verbleibenden Ringraum wenigstens teilweise ausfüllt und aus einem im festen Zustand befindlichen feinverteilten Metallpulver besteht, eine gleiche oder höhere Plastizität aufweist als das Material der zu verbindenden Körper und daß die Verbindung zwischen dem Metallpulver und den beiden Körpern allein durch auf das Metallpulver ausgeübten Preßdruck herbeigeführt wird.
Wenn in an sich bekannter Weise dem Metallpulver nichtmetallische Stoffe beigemischt werden, so besteht bei weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Zusatz aus einem ausschließlich nach einer bestimmten Zeit erhärtenden Klebmittel. Bei Verwendung eines Klebmittels als Zusatz zum Metallpulver werden die beiden Körper und das Metallpulver nach dem auf dieses ausgeübten Preßdruck einer solchen Erhitzung unterworfen, daß das Klebmittel erhärtet.
Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich insbesondere zum Verbinden einer Stahlwelle mit einem Tragkörper. Ein solcher zusammengesetzter Körper kann insbesondere als Rotor in einem elektrischen Generator oder Motor Verwendung finden, und besonders eignet sich ein solches Gebilde für Fahrraddynamos.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist und in der Fig. I einen Querschnitt eines Rotors darstellt und Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotor nach Fig. I mit der in ihm befestigten Welle ist.
Eine aus Wellenstahl bestehende Welle I soll genau zentrisch in einem Ring 2. befestigt werden, der aus dem unter dem Namen »Ferroxdure« bekannten, dauermagnetischen Material hergestellt ist. Außerdem wird gefordert, daß der Außenumfang des Ringes nach dem Befestigen nicht gegenüber der Welle schwingt. Indem Ring :2 wird, nachdem er in eine Schablone eingesetzt worden ist, die Welle I genau zentrisch angeordnet. Der Raum zwischen dem Ring 2 und der Welle I wird dann mit einem Gemisch von Aluminiumgrieß mit einer Korngröße von etwa o,5 mm und einem bekannten, thermoerhärtenden Klebmittel ausgefüllt.
Bei Verfahren, die das eingebrachte Metallpulver mittels Hindurchleitens eines elektrischen Stromes zum Schmelzen bringen, ist die Verwendung von Aluminiumteilchen bekannt. Der Klebstoff wird dem Aluminiumgrieß in einem Gewichtsverhältnis von etwa I :21/2 zugesetzt. Darauf wird die Füllung zusammengepreßt, wobei das Ganze sich noch in der Schablone befindet. Nach diesem Zusammenpressen kann der Ring mit der Welle aus der Schablone herausgenommen und das Gebilde ohne weitere Unterstützungen in einen Ofen eingesetzt werden, in dem das Klebmittel erhärtet wird. Nach der Erhärtung kann die Welle, die ihre genau zentrische Lage im Ring beibehält, nicht mehr ohne Zerstörung aus dem Ring entfernt werden.
An Stelle von Aluminiumgrieß kann auch mit Aluminiumfeilstaub oder -schleifstaub eine gute Verbindung erzielt werden, wobei aber die Feilstaub- oder Schleifstaubteilchen möglichst von gleicher Größe und nicht zu grob sein dürfen. Andererseits sollen die Teilchen auch nicht zu klein sein. Zur Erzielung einer Verbindung, an die nicht zu hohe Anforderungen gestellt werden, hat sich ferner die Verwendung eines Klebmittels als entbehrlich erwiesen.
Das als Füllmaterial verwendete Metall muß im kalten Zustand hinreichend plastisch verformbar sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel war das Volumen der Füllmasse nach dem Zusammenpressen bis auf etwa zwei Drittel des ursprünglichen Volumens verringert. Der aus Ferroxdure hergestellte Ring 2 hatte einen Außendurchmesser von 28 mm, einen Innendurchmesser von io mm und eine Höhe von 2o mm. Die Welle hatte einen Durchmesser von 5 mm, und der angewendete Druck betrug iooo kg/cm2.
Die Welle i kann an der Verbindungsstelle mit ; dem Ring 2 noch mit einer Rändelung versehen werden; dies kann in gewissen Fällen zur Herstellung einer besonderen festen Verbindung vorteilhaft sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Befestigen eines stabförmigen Metallkörpers in einem Hohlraum eines Trägers unter Verwendung von den zwischen dem Metallkörper und dem Träger verbleibenden Ringraum wenigstens teilweise ausfüllendem, festem, feinverteiltem Metallpulver, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des. Pulvers eine gleiche öder höhere Plastizität als das Material der zu verbindenden Körper aufweist und die Verbindung zwischen dem Metallpulver und den beiden Körpern allein durch auf das Metallpulver ausgeübten Preßdruck herbeigeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, bei dem dem Metallpulver nichtmetallische Stoffe beigemischt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der beigemischte Stoff aus einem ausschließlich nach einer bestimmten Zeit erhärtenden Klebmittel besteht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper und das Metallpulver nach dem auf dieses ausgeübten Prelldruck einer solchen Erhitzung unterworfen werden, daß das Klebmittel erhärtet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 622 005, 714 0i3.