DE2728441A1

DE2728441A1 - Verfahren zum aufschrumpfen einer metallischen huelle

Info

Publication number: DE2728441A1
Application number: DE19772728441
Authority: DE
Inventors: Theo Cyron
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1979-01-11

Description

Verfahren zum Aufschrumpfen einer metallischen Hülle
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschrumpfen einer Hülle aus einem ersten metallischen Werkstoff auf einen Körper aus einem zweiten, mit dem ersten nicht verschweißbaren metallischen Werkstoff.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bestimmten Anwendungsfalles beschrieben, ist jedoch nicht auf diesen beschränkt sondern, wie dem Fachmann ohne weiteres einsichtig, auch auf anderen Gebieten zu verwenden.
Im Bergbau sind zum Grubenausbau seit längerem wegen ihres geringen Gewichtes und ihrer Korrosionsfestigkeit Stempel aus einer Aluminium-Legierung verwendet worden.
Diese Stempel bestehen aus einem unteren, als Zylinder ausgestalteten Rohr, in dem nach Art eines Kolbens ein oberes Rohr von entsprechend geringerem Durchmesser verschiebbar ist, wodurch der Stempel vor Ort auf die erforderliche Länge eingestellt werden kann. Es hat sich nun.gezeigt, daß bei schlagartiger Berührung des Stempels, insbesondere mit rostigen Gegenständen Funken entstehen können. Um die hieraus herrührende Gefahr von Schlagwetterexplosionen zu vermeiden, sollen die Stempel mit einer Hülle aus einem nicht zur Funkenbildung neigenden und ebenfalls korrosionsfesten Werkstoff versehen werden, wobei die Hülle eine gute mechanische Festigkeit aufweisen, aus Gewichtsgründen jedoch nur dünn sein soll. Es ist vorgeschlagen worden, die Hülle aus einem austenitischen Stahlblech zu fertigen und sie auf den eigentlichen, nach wie vor aus Aluminium hergestellten Stempel aufzuschrumpfen. Das hierfür sonst übliche Verfahren, nämlich die Hülle über die Umgebungstemperatur aufzuheizen, so daß sie sich erweitet und über den Stempel geschoben werden kann, trifft auf Schwierigkeiten,da der Wärmeinhalt der dünnen Hülle sehr gering ist und diese leicht auskühlt und schrumpft, bevor sie ganz über den Stempel gezogen worden ist. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß die Stempel im Außendurchmesser Toleranzen von etwa 0,5 mm aufweisen. Es ist daher vorgeschlagen worden, die Hülle aus einem Blech zu biegen, das um den Stempel herumgelegt und an seinen aufeinandertreffenden Kanten miteinander verschweißt wird. Um die, auf den Umfang gerechnet, ca. 1,5 mm betragende Toleranz auszugleichen, soll das Blech überlappt geschweißt werden, wodurch jedoch eine Unrundheit entsteht, die zumindest für den oberen Teil des Stempels zu vermeiden ist, um seine Bewegungsmöglichkeit im Inneren des unteren Teils nicht zu beeinträchtigen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, mittels dessen eine dünne Blechhülle auf z. B. die Teile eines Grubenstempels schnell und ohne großen apparativen Aufwand aufgeschrumpft werden kann. Das Verfahren soll es darüberhinaus gestatten, an der bisherigen Konstruktion der Grubenstempel im Grundsatz festzuhalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Hülle aus einem um den zu schützenden Körper herumgelegten, an seinen zusammenstoßenden Kanten stumpf miteinander verschweißten Blech geformt wird, auf dem anschließend eine oder mehrere Blindschweißnähte angebracht werden. Die Abmessungen des Bleches werden dabei so gewählt, daß die vorzugsweise zylindrische Hülle ein geringes Übermaß gegenüber dem zu umhüllenden Körper erhält und so ohne weiteres auf diesen geschoben werden kann. Die Blindschweißnähte bewirken ein Schrumpfen des Materials quer zu ihrer Länge (bei einer zylindrischen Hülle sollten sie demnach in axialer Richtung verlaufen), wodurch die Hülle auf den Körper aufgeschrumpft wird.
Die Schweißnähte können alsdann, wenn erforderlich, durch Schleifen oder dergleichen so bearbeitet werden, daß der gewünschte, z. B. kreisförmige Querschnitt des so entstandenen Verbundwerkstückes erhalten bleibt.
Da in der Praxis stets damit gerechnet werden muß, daß die zu umhüllenden Körper, z. B. die Teile von Grubenstempeln in ihren Außenabmessungen, so in ihrem Durchmesser etwas schwanken, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Umfang der Hüllen vor Anbringen der Blindschweißnähte jeweils gleich ist und die Anzahl und/oder Stärke der letzteren entsprechend der Größe der Abweichung des einzelnen Körpers vom Nennmaß verändert wird. Die Hüllen brauchen also nicht an den jeweiligen Körper angepaßt werden, sondern können auf ein genaues Umfangmaß vorgefertigt werden, bei dem sie in jedem Fall noch über den Körper mit dem oberen Abmaß gezogen werden können. Das Anpassen geschieht dadurch, daß möglichst gleichmäßig über den Umfang verteilt eine wechselnde Anzahl von Blindschweißnähten gelegt wird. Dies kann in bekannter Weise maschinell dadurch geschehen, daß der umhüllte Körper durch eine Schweißvorrichtung geschoben wird, in der über den Umfang verteilt mehrere Schweißautomaten aufgestellt sind.
Sind diese der Länge nach versetzt aufgestellt, können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die die Blechkanten miteinander verbindende Stumpfschweißnaht und die Blindschweißnähte in einem Arbeitsgang, aber zeitlich gegeneinander versetzt ausgeführt werden.
Ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der zu umhüllende Körper aus einer Leichtmetall-Legierung und die Hülle aus einem austenitischen Stahl hergestellt, erfolgt durch die Schweißung selbst keine Verbindung des Körpers mit seiner Hülle, da die der Leichtmetall-Legierung anhaftende Oxydhaut eine solche verhindert. Der Schrumpfprozeß der Hülle kann so vonstatten gehen, ohne daß er durch Festpunkte behindert wird.
Einer Korrosionsgefahr durch Gase oder Flüssigkeiten, die in den zwischen Körper und Hülle etwa verbleibenden mikroskopisch kleinen Spalt eindringen, kann vorgebeugt werden, indem der Leichtmetallkörper z. B. durch elektrische Oxydation mit einer verstärkten Schutzschicht versehen wird. Diese wird auch durch das Verschweißen der Blechhülle nicht angegriffen.
In der Zeichnung ist ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter zylindrischer Verbundkörper dargestellt, wie er z. B. zur Herstellung von Grubenstempeln Verwendung finden kann. Er besteht aus einem rohrförmigen, aus einer Leichtmetall-Legierung hergestellten Körper 1, der mit einer aus einem um den Körper herumgelegten austenitischen Stahlblech hergestellten Hülle 2 versehen ist. Die aufeinanderstoßenden Kanten dieses Bleches sind durch eine Stumpfschweißnaht 3 miteinander verbunden. Eine wechselnde Anzahl (hier: drei) von gleichmäßig über den Umfang verteilten Blindschweißnähten 4 bewirkt, daß die Hülle 2 fest auf dem Körper 1 aufgeschrumpft wird.

Claims

Verfahren zum Aufschrumpfen einer metallischen Hülle Patentansprüche 1. Verfahren zum Aufschrumpfen einer Hülle aus einem ersten metallischen Werkstoff auf einen Körper aus einem zweiten, mit dem ersten nicht verschweißbaren metallischen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (2) aus einem um den Körper (1) herumgelegten, an seinen zusammenstoßenden Kanten stumpf (3) miteinander verschweißten Blech geformt wird, auf dem anschließend eine oder mehrere Blindschweißnähte (4) angebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 für Körper mit Außenmaßtoleranzen, dadurch gekennzeichnet, das der Umfang der Hüllen (2) vor Anbringen der Blindschweißnähte (4) jeweils gleich ist und die Anzahl und/oder Stärke der letzteren entsprechend der Größe der Abweichung des einzelnen Körpers (1) vom Nennmaß verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Blechkanten miteinander verbindende Stumpfschweißnaht (3) und die Blindschweißnähte (4) in einem Arbeitsgang, aber.zeitlich gegeneinander versetzt ausgeführt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) aus einer Leichtmetall-Legierung und die Hülle (2) aus einem austenitischen Stahl hergestellt werden.