DE2012782B - Verfahren zur Herstellung schwerer, kompakter Hammerbaren - Google Patents

Description

ben, Bär und Gesenk durch Klemmverbindungen aneinander befestigt sind (USA.-Patentschrift 2634 142). Auch Verbindungen durch Schrumpfen oder Schrau-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren z"r Herstel- ben sind bekannt, z. B. aus der Patentschrift Nr. lung schwerer, kompakter Hammerbären. 55 39 371. Spalte 1, des Amtes für Erfindungs- und Mit der ständigen Größenzunahme der Gesenk- Patentwesen in Ost-Berlin und der französischen Paschmiedestücke mußten zwangläufig die zu ihrer tentschrift 1 396 765.

Formgebung erforderlichen Maschinen und Harn- Es ist zwar auch die Anwendung eines Schweißmer Schritt halten. Das höchstbeanspruchte Ma- Verfahrens zur Verbindung der Teile eines Hohlbären schinenelement einer kompletten Anlage ist der 60 bekannt (deutsche Patentschrift 803 144), wobei die-Hamrnerbär und insbesondere der Oberbär. Kon- ser Vorschlag von einem Hohlbären ausgeht, bei dem struktiv gesehen handelt es sich um einen Körper, als Abschluß des Hohlraumes am oberen Ende ein der von seinem Gewicht her in Verbindung mit den Deckel eingesetzt ist. Statt des Deckels wird nun ein dynamischen Beschleunigungskräften hohe Belastun- topfartig geformtes Teil durch ein quer zur Schlaggen aufzunehmen hat. Zwangläufig sind bei einem 65 richtung der laufenden Schrumpfschweißnaht mit dem solchen Maschinenteil auch gewisse Zonen und Be- großen Hohlteil verbunden. Diese Schweißnaht soll reiche vorhanden, in denen an die Grenze der techno- möglichst weit entfernt von der Schlaßzone des Bärlogischen Werkstolfeigenschaften herangegangen wer- körpers angeordnet sein, um die Beanspruchung der

Schweißverbindung innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten.

Mit dem Problem, einen schweren, kompakten, einteiligen Hammerbär im Sinne der Erfindung zu verbessern, hat diese Entgegenhaltung jedoch nichts gemein. Es handelt sich dabei lediglich um die Frage, wie man Hohlbären weniger teuer als durch Zudrücken des oberen und unteren Endes des ausgebohrten Rohlings oder des von oben ausgebohrten, sodann mit einem Deckel zu versehenen Rohlings für den Bärkörper herstellen könne. Überdies ist eine Benutzung eines stumpfgeschweißten Hohlbären in der Praxis nicht bekanntgeworden.

Bei dem erfindungsgemäß durch Schweißen mit Zusatzwerkstoff verbundenen und danach wärmebehand^lten kompakten, schweren Hammerbären liegt die Verbindungsstelle quer zwischen Schaft- und Fußteil.

Nach einer besonderen Ausführungsform ist der Hammerbär gekennzeichnet durch eiren durch den Fuß hindurchreichenden Schaft, gegebenenfalls mit angeschweißten, angegossenen oder angeschmiedeten Bärtatzen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt eine Verbindungsstelle (Schweißebene) etwa in halber Fußhöhe, während der Restfuß eine hierzu senkrecht liegende Verbindungsstelle aufweist.

Der Schaft kann auch mehrere längsliegende Verbindungsstellen aufweisen und seine Verbindung mit dem Fuß kann etwa auf halber Fußhöhe liegen.

Bevorzugt weist der Schaft einen Faserverlauf parallel zu seiner Längsachse auf. Dagegen hat der Fuß bevorzugt einen Faserverlauf quer zur Längsachse des Schaftes. Ebenso haben die Bärtatzen, auch die angeschweißten, bevorzugt einen Faserverlauf rechtwinklig zur Längsachse des Schaftes.

In ei..er weiteren Ausführungform ist der Schaft von einer Deckschweißung als die Oberflächengüte der geführten Stellen verbessernde Deckschicht umgeben. Vorzugsweise haben Verbindungs- und Deckschweiße die gleiche Zusammensetzung. Es ist vorteilhaft, die Deckschweißung mittels Prägepolieren oder Kugelhämmern zu verfestigen.

Oberflächenschichten an den Führungsstellen sind bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 785 500).

Vor dem Schweißen wird zweckmäßig eine an sich bekannte Pufferschicht aufgebracht.

Die Herstellung des Hammerbären erfolgt im allgemeinen durch Schmieden oder gegebenenfalls Walzen eines geeigneten Stahles zu den Vorfertigteilen; und zwar wird bevorzugt, dem Hammerfuß eine 1,5- bis 1Ofache Verschmiedung mit Faserverlauf quer zur Längsachse des Schaftes und dem Schaft eine 1,5- bis 3fache Verschmiedung mit Faserverlauf parallel zu seiner Längsachse verliehen. Für den Fall, daß der Schaft oder der Fuß oder beide aus Teilstücken zusammengesetzt werden sollen, wird die Wärmebehandlung zweckmäßig nach dem Verbinden der Teilstückc zum Fuß oder zum Schaft vorgenommen. Dagegen rindet die Wärmebehandlung, das Vergüten, von Schaft und Fuß vor ihrer Vereinigung durch eine Verbindungsschweiße und dem Legen einer Deckschweiße statt. Für die Veibindungsschweiße wird zweckmäßig das Elektroschlackc-Schweißverfahren »T.rwcndet. Jedoch ist auch die Anwendung des Unterpulver-Schweißverfahrens oder des Mig-Schweiß Verfahrens keineswegs ausge-782

Als Werkstoff für die Einzelleile werden, wie aus der obigen Darstellung ersichtlich, im wesentlichen geschmiedete bzw. gewalzte Stähle verwendet. Es ist im Rahmen der Erfindung eine bevorzugte Regel, diese Werkstoffe nach den besonderen Beanspruchungen der Teile, für die sie im Hammerbär verwendet werden, auszuwählen. Im folgenden werden hiorfnr besonders in Frage kommende Stähle angegeben.

Für den Schaft ist vorzugsweise ein Stahl mit folgender Analyse vorzusehen:

C 0,15 bis 0,70 Gewichtsprozent

Si 0,10 bis 0,80 Gewichtsprozent

Mn , 0,20 bis 1,5 Gewichtsprozent

Cr 0,20 bis 2,0 Gewichtsprozent

Mo 0 bis 1,4 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,30 bis 1,40%

Ni 0 bis 2,5 Gewichtsprozent

voii. igsweise 0,30 bis 2,5%

V 0 bis O.dO Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,10 bis 0,50%

W 0 bis 0,80 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,20 bis 0,80%

^a5 Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen

Mit Vorteil hat der Fuß folgende Zusammensetzung:

C 0,20 bis 0,80 Gewichtsprozent

Si 0,10 bis 0,80 Gewichtsprozent

Mn 0,20 bis 1,5 Gewichtsprozent

Cr 0,30 bis 2,0 Gewichtsprozent

Mo 0 bis 1,4 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,30 bis 1,4%

Ni 0 bis 2,5 Gewichtsprozent

vorzugsweise 15,30 bis 2,5%

V 0 bis 0,70 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,10 bis 0,70%

W 0 bis 1,0 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,20 bis 1,0%

Rest Eisen mit den üblichen V erunreinigungen

Die Verbindungs- oder Deckschweiße hat vorzugsweise folgende Analyse:

C 0,03 bis 0,20 Gewichtsprozent

Si 0,30 bis 0,90 Gewichtsprozent

Mn 0,30 bis 1,5 Gewichtsprozent

5« Cr 0,50 bis 3,5 Gewichtsprozent

Mo 0 bis 2,0 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,30 bis 2,0% Ni 0 bis 1,5 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,30 bis 1,5% V 0 bis 0,90 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,10 bis 0,90%

W 0 bis 1,2 Gewichtsprozent

vorzugsweise 0,20 bis 1,2%

Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen

Die PufTerschicht zwischen den vergüteten Einzelteilen hat vorzugsweise folgende Analyse:

C 0,05 bis 0,30 Gewichtsprozent

Si 0,10 bis 0,50 Gewichtsprozent

Mn 0,10 bis 0,90 Gewichtsprozent

Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen

5 6

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger schweiße 2 im Kern miteinander verbunden wurden.

\usführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen Im anschließenden äußeren Teil befindet sich

F i g. 1 und 2 die Seitenansicht eines teilgeschnitte- zwischen den angrenzenden Pufferschichten 4 eine

ien Hammerbären, weitere Schweißung 2. Der gesamte Schaft 1 ist von

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Hammerbären, 5 oberflächenverfestigter (11) Deckschweiße9 umgeben.

Fi g. 4 einen Schnitt gemäß AA der Fig. 3, Bei der Herstellung des Hammerbären gemäß

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Hammerbären, Fig. 9 sind folpende Schritte zu beachten: die Puf-

F i g. 6 einen Schnitt gemäß BB der F i g. 5, ferschichten 4 werden mittels einer Draht- oder Band- F i g. 7 eine Seitenansicht eines Hammerbären, elektrode aufgeschweißt, die vorzugsweise folgende F i g. 8 einen Schnitt gemäß CC der F i g. 7, io chemische Zusammensetzung hat: Fig. 9 eine Seitenansicht eines teilgeschnittenen _c 0,03bis0,1 Gewichtsprozent

Hämmerbaren _t ^ ^^^ ^ ^ _χ ^ _{Mn 0},_{15 bis 0)40} Gewichtsprozent

Fuß 3, die durch Verbindungsschweiße 2 verbunden Si 0,20 bis 0,40 Gewichtsprozent

sind. Zwischen der Verbindungsschweiße 2 und dem 15 Rest Eisen und die üblichen Verunreinigungen Fuß 3 bzw. einem Teil des Schaftes 1 befindet sich

die Pufferschicht 4. Die Verbindungsschweiße 2 geht Nach Aufschweißen der Pufferschichten und der in die den Schaft umgebende Deckschweiße 9 über. Elektroschlacke-Teilschweißung wird vorzugsweise F i g. 2 zeigt einen Hämmerbaren analog zur eine Wärmebehandlung durchgeführt. Die Homo-F i g. 1, allerdings ohne Pufferschicht 4. ao genisierung des Gefüges und die Erzielung eines Ver-In F i g. 3 besitzt der Schaft 1 des Hammerbären gütungseffektes durch diese Wärmebehandlung ist um schon einen Teil des Fußes 3. Die Fasern dieses so wirkungsvoller, je kleiner die zu behandelnden Schaftteils verlaufen parallel zur Längsachse. Senk- Einzelteile sind. Aus diesem Grunde wurde gemäß recht dazu verlaufen die Fasern im zweiteiligen Bär- F i g. 9 aucti eine Vorvergütung durchgeführt. Nach fuß 3, der über die Verbindungsschweiße 2 mit dem as dem endgültigen Zusammenschweißen auch im BeSchaft 1 verbunden ist. Die beiden Bärfußunterteile 3 reich der gepufferten Zonen ist eine derartige Versind durch eine senkrecht verlaufende Schweißung gütungsbehandlung rächt erforderlich, da der unter miteinander verbunden. Der Schnitt in F i g. 4 zeigt der Pufferschicht liegende Werkstoff thermisch nicht die den Schaft 1 umgebende oberflächenverfestigte beeinflußt ist. Diese Schweißung kann günstigerweise (11) Deckschweiße 9 und den Verlauf der Verbin- 30· nach dem Unterpulver- oder Mig-Schweißverfahren dungsschweißung 2 im Bärfuß 3. durchgeführt werden.

In F i g. 5 reicht der Schaft 1 durch den Fuß 3 hin- Durch die Kaltverfestigung 11 — z. B. Prägepo-

durch. Die Längsfasern erstrecken sich über den ge- Heren oder Kugelhämmern — werden Druckvorspan-

samten Schaft 1. Seitlich sind über die Verbindungs- nungen vorgegeben.

schweiße 2 Bärtatzen 10 angebracht, mit einem Faser- 3« Die erfindungsgemäß erzielten Vorteile bestehen

verlauf senkrecht zur Längsachse des Schaftes 1. In einmal darin, daß von kleinen Gußquerschnitten aus-

F i g. 6 ist der Verlauf der Schweißfugen der Verbin- gegangen werden kann, deren Kristallisation denen

dungsschweißen 2 und der Schaft 1 mit oberflächen- großer Querschnitte überlegen ist. Ferner werden

verfestigter Deckschweiße 9 dargestellt. schroffe Querschnittsübergänge immer beim Gießen F i g. 7 und 8 zeigen einen Hammerbären mit 40 vermieden, wodurch schädliche Steigerungen ausge-

Schaft 1 und Fuß 3. die aus mehreren Einzelteilen zu- schlossen sind, außerdem kann in die unterschied-

sammengesetzt sind. Im Schaft 1 befindet sich ein liehen Beanspruchungszonen eines Hammerbären det

quadratischer Kern 8, der über die Verbindungs- Werkstoff eingebracht werden, der dem jeweiliger

schweißen 2 mit den vorgewalzten Segmenten 5 ver- Beanspruchungsgrad von seiner Analyse, von seiner bunden ist. Die vorgewalzten Segmente 5 haben ent- 45 technologischen Eigenschaften und vom Faserverlau

weder Halbnmdform oder werden durch Material- her am besten entspricht.

abtragung, z. B. Flämmen. Autogenhobeln, in die ge- Die sinnvolle Aufgliederung des Bären in ein> elm

wünschte Form gebracht. Diese außenliegenden Segmente wird eine weitere Verbesserung derei

Halbrundsegmente 5 bestehen aus verfestigungsfähi- technologischer Werte erbringen, durch die hohei gern (11) Werkstoff. Der Fuß 3 gliedert sich in vier 50 Verschmiedungs- und Verwalzungsgrade. Unter Bc

Segmente 6. 7. rücksichtigung der Beanspruchungsrichtung kann di

Fig. 9 zeigt einen Hammerbären mit Schaft 1 und Faser so gelegt werden, daß stets^die höchsten GUu

Fuß 3. die zunächst nur über die Verbindungs- werte (Längswerte) vorliegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

den muß. Der konstruktive Sicherheitsbeiwert ist da- Patentansprüche: bei nicht immer voll berücksichtigt, zumal er ohnehin nicht sehr groß veranschlagt werden kann.

1. Verfahren zur Herstellung schwerer, korn- Es ist bekannt, Hammerbären durch Schmieden pakter Hammerbären, die gegebenenfalls Bär- 5 oder Stahlformguß herzustellen. Größe und Form betatzen aufweisen, bei dem mehrere geschmiedete stimmen, ob einem gegossenen oder einem geschmie- oder gegossene Hammerbärteile miteinander ver- deten Hammerbären der Vorzug gegeben wird. Man bunden werden, dadurch gekennzeich- hat Fußabmessungen von mehr als 1000-1000 mm net, daß sie durch Schweißen mit Zusatzwerk- im allgemeinen aus Kostengründen nur als Stahlstoff verbunden werden und daß danach wärme- io gußkörper gefertigt. Durch die Strömungs- und Erbehandelt wird. starrungsbedingungen ergeben sich besonders bei

2. Hammerbär, hergestellt nach dem Verfahren großen Stahlgußquerschnitten erhebliche Naihteile. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, Im Kernbereich sind Steigerungen unvermeidlich, die wie an sich bekannt, die querliegende Verbin- schlechtere Werkstoffeigenschaften bedingen. Je nach dungssteile zwischen Schaft- und Fußteil liegt. 15 Analyse des Werkstoffs können die technologischen

3. Hammerbär, hergestellt nach dem Verfahren Eigenschaften durch die Wärmebehandlung nur im nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen begrenzten Umfang beeinflußt werden. Bei großen durch den Fuß (3) hindurchreichenden Schaft (1), Hammerbären ist die Wärmebehandlung nahezu vvirgegebenenfalls mit angeschweißten, angegossenen kungslos. Nachteilig für Guß und Wärmebehandlung oder angeschmiedeten Bärtatzen (10). ao sind auch Körper mit verwickelten Formen. Beson-

4. Hammerbär, hergestellt nach dem Verfahren ders krasse Querschnittsübergänge sind als kritisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anzusprechen. Fehler, die zu Ausfällen führen, zeigen die eine Verbindungsstelle etwa in halber Fußhöhe sich einmal im Bärfuß, zum anderen im Bärhals,
liegt (F i g. 3) und der Restfuß eine hierzu senk- Man hat in ehr Vergangenheit die verschiedensten recht liegende Verbindungsstelle aufweist. as Wege beschriften (z. B. Werkstoff), um die Ausschuß-

5. Hammerbär, hergestellt nzch dem Verfahren rate herabzusetzen. Außerdem versuchte man, durch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß konstruktive Überlegungen Abhilfe zu schaffen. Die der Schaft mehrere längsliegende Verbindungs- Beanspruchungen im Betrieb werden aber — unter stellen aufweist und seine Verbindung mit dem Vernachlässigung der Gestalt- und Zeitfestigkeit — Fuß etwa auf halber Fußhöhe liegt (F i g. 7, 8). 30 häufig bis an die Grenzen der errechneten und zum

6. Hammerbär, hergestellt iach dem Verfahren Teil idealisierten Werte gesteigert und manchmal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sogar über sie hinaus. Ein grundlegender Wandel der Schaft (1) einen Faserverlauf parallel zu wurde damit aber nicht herbeigeführt.

seiner Längsachse, daß der Fuß (3) einen Faser- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver-

vcrlauf quer zur Längsachse des Schaftes (1) und 35 fahren zur Herstellung schwerer, kompakter Hammtr-

die Bärtatzen (10) einen Faserveriauf senkrecht baren zu finden, die zur Anpassung an die bctricb-

zur Längsachse des Schaftes aufweisen. liehen Beanspruchungen besonders ausgestaltet sind

7. Hammerbär mit einer die Oberflächengüte und ihnen daher besser widerstehen.

der geführten Stellen verbessernden Deckschicht, Erfindungsgemäß besteht der neue Hammerbär hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, 40 aus Einzelteilen, die durch Schweißnähte zusammendadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) mit gefügt sind, und weist insbesondere eine Verbindungseiner Deckschweißung (9) umgeben ist. schweißung zwischen dem Schaft und dem Fuß auf.

8. Hammerbär nach Anspruch 7, dadurch ge- Das Verfahren zur Herstellung dieser Hammerkennzeichnet, daß die Deckschweißung verfestigt baren, die gegebenenfalls Bärtatzen aufweisen, ist erist. 45 findungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie

9. Verfahren zur Herstellung schwerer, korn- durch Schweißen mit Zusatzwerkstoff verbunden pakter Hammerbären nach Anspruch 1, dadurch werden und daß danach wärmebehandelt wird. Ein gekennzeichnet, daß vor dem Schweißen eine an solcher Hammerbär stellt nach dem Schweißen ein sich bekannte Pufferschicht aufgebracht wird. einziges, kompaktes Stahlstück dar. Hierdurch unter-

50 scheidet er sich von Konstruktionen, bei denen KoI-