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Verfahren zum Festlegen von gehärteten Abstandsbuchsen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Festlegen von gehärteten Abstandsbuchsen mit ihren Enden
in Bohrungen der aus weicherem Werkstoff bestehenden Laschen von Innengliedern für
Rollketten, bei die Abstandsbuchsen mit übermaß und unter Verdrängung von Werkstoff
in Achsrichtung in die Bohrungen eingepreßt werden.
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Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, und man weiß auch,
daß eine Oxydschicht bei einer Schrumpfpassung den Haftbeiwert erhöht.
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Es ist weiter bekannt, einen Zylindereinsatz durch Einrosten an der
Zylinderwand zu befestigen, d. h., auch bei diesem bekannten Vorschlag wird
eine Oxydschicht, nämlich Rost, erzeugt, die dann für die Befestigung des Einsatzes
sorgen soll.
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Während bei diesen bekannten Vorschlägen die Anwesenheit einer Oxydschicht
innerhalb der fertigen Verbindung eine Rolle spielt, hat die Erfindung sich im Gegenteil
das Ziel gesetzt, die aneinanderliegenden Flächen oxydfrei zu machen. Die Oberfläche
des weicheren Bauteils, nämlich der Lasche, wird beim Einpressen einer härteren
Buchse ohne weiteres oxydfrei. Um eine gleiche Wirkung aber auch bei dem härteren
Teil zu erzielen, muß dessen Oberfläche im Bereich des Preßsitzes vor dem Einpressen
aufgeweicht werden. Die Erfindung geht dabei von der überlegung aus, daß eine bessere
Haltbarkeit des Preßsitzes zwischen den erwähnten Teilen dann erzielt werden kann,
wenn es gelingt, während des Einpressens blanke Metallflächen miteinander zur Anlage
zu bringen. Der Erreichung dieses Zieles steht jedoch die verschieden große Härte
der ineinander einzupressenden Teile entgegen, weil hierbei im wesentlichen das
die Bohrung der Lasche umgebende Material von der Buchse vor sich hergeschoben wird,
so daß sich zwar am engeren Umfang der Bohrung in der Lasche eine blanke Metallfläche
bildet, die an der Außenseite der Buchse haftende Oxydschicht nebst den im wesentlichen
als vom Ab-
schrecken herrührender Ölfilm gebildeten Verschmutzungen aber
mit in die Preßverbindung hineingelangen und deren Dauerhaftigkeit beeinträchtigen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs erwähnten
Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß vor dem Einpressen die Oberflächenhärte der
Abstandsbuchsen in einer dünnen Schicht in an sich bekannter Weise durch Beizen
im wesentlichen auf die Härte des Laschenwerkstoffes herabgesetzt wird. Hierdurch
wird die Haltbarkeit des Preßsitzes erheblich verbessert, was auch dadurch bewirkt
wird, daß sich beide Flächen beim Einpressen gegenseitig abarbeiten und damit auf
einer größtmöglichen Fläche aneinander in Berührung kommen. Dies bedeutet also,
daß die Oberflächengüten durch das Einpressen bei beiden Teilen verbessert werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung.
In dieser zeigt F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Stückes einer eintrummigen
Rollenkette, F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Kette in einer mit dem
Teilkreis derKette zusammenfallendenEbene, F i g. 3 eine Schnittdarstellung
des Werkzeugs, mit dem die Buchse in die Bohrung der Buchsenplatte eingepreßt werden
kann, und F i g. 4 den Querschnitt einer Kante der Buchse in vergrößerndem
Maßstab, wobei die Buchse in die Platte eindringt mit der Darstellung der Einsatzhärte
der Buchse durch eine Reihe von Linien.
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Die in den Zeichnungen abgebildete Kette 1 weist ein Paar Stiftplatten
2 und Buchsenplatten 3 auf, die durch die festen Stifte 4 bzw. die Buchsen
5 in denen sich die Buchsenstifte befinden, miteinander verbunden sind. Die
Rollen 6 sitzen lose auf den zugeordneten Buchsen 5 der Buchsenplatten
3.
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Die Stifte 4 und die Buchsen 5 bilden die Gelenkteile der Kette.
Die Stifte 4 sind der Biegung ausgesetzt und bestehen aus Kohlenstoffzahl, der die
an den Enden der Stifte durch die zugeordneten Platten 2 auftretenden Kräfte aufnimmt.
Die Stifte drehen sich in Buchsen 5 und sind, um eine unnötige Abmitzung
zu
vermeiden, gehärtet, so daß sich eine gehärtete Oberfläche ergibt, ohne den ganzen
Stift spröde zu machen und der Gefahr des Bruches auszusetzen. Die Stifte4, die
sich nur in den Buchsen drehen sollen, sitzen mit Preßsitz in den Bohrungen der
Stiftplatten2, damit sich die Stifte nicht in den Stiftplatten drehen, und sind
an den Enden 7 so ausgebildet, daß sie bei dem letzten Arbeitsgang des Kettenzusammenbaues
die Stiftplatten 2 auf den Stiften halten.
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Die Buchsen 5 bestehen aus Blech, das in einzelne Stücke der
gewünschten Länge geschnitten wird und zu der gewünschten Form gewickelt wird. Da
sie der Abnutzung durch die Stifte ausgesetzt sind, die sich darin drehen und durch
die Rollen 6, die darauf zwischen den Platten 3 liegen, sind die Buchsen
5 als Schutz gegen Verschleiß gehärtet.
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Bei der normalen Kettenherstellung werden beide Buchsen in einem einzigen
Arbeitsgang mit den Rollen 6 zwischen zwei Buchsenplatten wie es in F i
g. 3 dargestellt ist, zusammengebaut, wobei die untere Buchsenplatte
3 a zuerst auf den Block 8 mit den Führungen 9 gelegt wird,
die sich nach oben durch die Bohrungen der Platte erstrecken, und die Buchsen
5 werden auf Führungen 9 gelegt, damit sie #n die öffnungen eindringen
können. Die Rollen 6
werden über die zugeordneten Buchsen 5 gebracht,
damit sie auf der Platte 3a ruhen, und die obere Platte 3 b wird dann auf
die oberen Enden der Buchsen gesetzt, damit sie durch den Stößel 10 nach
unten gedrückt werden. Sowohl der Block 8 als auch der Stößel 10 sind
mit geeigneten in den Zeichnungen nicht dargestellten Anschlageinrichtungen versehen,
damit die Platten 3 a und 3 b in bezug auf die Buchse
5 und die Führungen 9 richtig liegen.
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Wenn die Buchsen in die öffnungen der zugeordneten Platten durch Preßsitz
gebracht werden, so wird ein Teil des Filmes auf beiden Teilen abgequetscht, so
daß sich unbeschädigte Flächen ergeben, die ebenfalls unbeschädigte und unbeeinträchtigte
Flächen des anderen Teiles berühren. Bei einem gegebenen Druck, der durch den Preßsitz
bestimmt wird, wird die Befestigung von Buchse und Platte auf mechanischem Wege
durch Reibung im Verhältnis der Zunahme der Berührungsfläche erzielt.
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Erfindungsgemäß werden die Buchsen 5 vor dem Einpressen in
die Löcher der Platten 3 in ein mildes Beizmittel getaucht, das erforderlich
ist, damit nur die mechanische Widerstandsfähigkeit des Oberflächenfilmes des Metalls
vermindert wird. Da der Betrieb der Kette es erfordert, daß die Buchsen gehärtet
werden, damit sie gegen Verschleiß widerstandsfähig sind, und die Platten angelassen
werden, damit sie widerstandsfähig sind und nicht gleich ermüden, bewirkt diese
Beizung eine mechanische Schwächung der Buchsenoberfläche, so daß ihr Widerstand
gegen mechanische Einflüsse mehr demjenigen an der Oberfläche der Platte entspricht,
d. h., der bedeutende Unterschied der Oberflächen der Buchse und Platte Wird
vermindert, in dem der härtere der beiden Teile gebeizt wird. Wenn die Teile außerdem
in einem Nitritbad brüniert worden sind, so sind diese Unterschiede etwas größer,
und die Wirkung der Beizung der Buchse ist etwas höher. Jedenfalls wird nach dem
Pressen der gebeizten Buchsen in die Löcher der zugeordneten Platten ein größerer
Prozentsatz des Oberflächenfilms der Buchse entfernt und befindet sich eine größere
Fläche der zusammengesetzten Teile in inniger Berührung von Metall gegen Metall.
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Der Beizvorgang ergibt eine stark verbesserte mechanische Befestigung,
die demLösen derBuchseeinen größeren Widerstand entgegensetzt und das Auftreten
von festen Gliedern in der Kette verhindert.
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Eine typische Kette der genannten Art, die hier beschrieben ist, hat
eine Teilung von 1 cm, eine Breite von 11 mm und Buchsenplatten, die
aus einem Kohlenstoff-Stahlblech 1050 von 1,3 mm Stärke hergestellt
sind. Die Buchsenlöcher werden hergestellt und dann durch Hindurchdrücken einer
überdimensionierten gehärteten Stahlkugel durch die Löcher poliert. Die übergröße
der Kugeln kann 0,11 mm betragen, so daß fertige Löcher von 5 mm Durchmesser
entstehen. Die Platten werden dann geputzt, gereinigt, auf eine Härte von Rc
55 wärmebehandelt und auf eine Härte Rc 42-45 wegen der Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegen Ermüdung angelassen. Nach erneutem Reinigen werden die Platten in einem Nitritbad
von 320 1 C brüniert, das den Platten ein besseres Aussehen und einen Schutz
gegen Rost verleiht.
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Die Buchsen werden aus Blech von 0,2%igem Kohlenstoffstahl hergestellt,
das eine Stärke von von 8 mm hat und eine Länge von 7,5 mm. Das Blech
wird dann zu einem Durchmesser von 5 mm gerollt. Nach dem Rollen werden die
Buchsen einsatzgehärtet und in öl oder Wasser abgeschreckt, damit sich eine
Einsatzhärte von Rc 60 und einer Tiefe von 0,15 mm ergibt.
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Der Festsitz von 7,9 mm zwischen der üblichen ungebeizten Buchse
und den Platten hatte bei einer Reihe von Versuchen eine Durchschnittsfestigkeit
von 100 kg. Bei jedem Versuch wurde eine einzelne Buchse mit befestigter
Platte in eine Presse gesetzt und eine Kraft auf das Ende der Buchse in dem Loch
der Platte ausgeübt, die parallel zu der Buchsenachse wirkte.
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Die gleichen Versuche wurden auch mit Platten und Buchsen gemacht,
die vor dem Einpressen in die Buchsenlöcher der Platten gebeizt worden waren. Bei
diesen Versuchen betrug die Durchschnittsfestigkeit 300 kg.
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Bei den gebeizten Buchsen handelte es sich um verschiedene Gruppen
in verdünnter Salpetersäure mit Alkohol sowie in verdünnter Natronlauge gebeiztenBuchsen;
auchdieBeizzeitenwurden variiert.
| Konzen- |
| Bad tration, Zeit Haltekraft |
| Gewicht |
| 0,5 5 750 |
| 1,0 5 750 |
| Salpetersäure 2,0 5 650 |
| in Wasser bei 21' C 4,0 3 650 |
| 6,0 3 650 |
| 9,0 3 600 |
| 1,0 5 800 |
| Salpetersäure 2,0 5 750 |
| in Alkohol bei 210 C 4,0 5 700 |
| 8,0 3 750 |
| 50 * 4 525 |
| Verdünnte Natronlauge 50 * 8 575 |
| bei 121 bis 138' C 50 * 12 675 |
| 11 50* 20 725 |
| Enthält 16 % Natrium- und Kaliumnitrat |
Um die Vorteile des Beizens der Buchsen zu demonstrieren, wurde
jeweils eine Zahl derartiger Ketten aus zwei Abschnitten hergestellt. Der erste
Ab-
schnitt bestand aus ungebeizten Buchsen, der zweite Abschnitt wies in
der zuvor beschriebenen Weise gebeizte Buchsen auf. Diese Ketten ließ man über Kettenräder
mit hoher Geschwindigkeit und unter beträchtlicher Belastung verschiedene Zeit lang
laufen, bis sich an den Ketten mindestens mehrere feste Glieder bzw. Verbindungsstellen
gebildet hatten, an denen die Buchsenplatten fest an den Stiftplatten anlagen. Diese
festen Verbindungsstellen traten nur bei den ersten Abschnitten der Kette auf. Die
zweiten Abschnitte der Kette waren in jedem Fall noch voll betriebsfähig und frei
drehbar.
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Eine Untersuchung dieser Ketten zeigte eine einwandfreie unbeeinträchtigte
mechanische Beschaffenheit zwischen den Platten und den gebeizten Buchsen des zweiten
Abschnitts dieser Ketten.
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Außerdem ergab die Prüfung dieser Ketten, daß die gebeizten Buchsen
weniger abgenutzt waren, und zwar infolge der besseren Schmierung zwischen den gehärteten
Flächen des Stiftes und der gebeizten Fläche der Buchse.
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Die Beizung beeinträchtigt nicht merklich die Einsatzhärtung der Buchsen
oder die Widerstandsfähigkeit der Buchse gegen Bruch durch die Kettenradzähne. Die
innige Berührung von Metall gegen Metall, die zwischen der Buchse und der Buchsenplatte
unter Druck, wie zuvor beschrieben, auftritt, kann gleichfalls als eine kalte Verbindung
bzw. Schweißung der beiden Teile angesehen werden.