Fügen durch Kaltdehnen. Einfach und schnell.

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Luisa Förstner
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1 Fügen durch Kaltdehnen. Einfach und schnell.

2 Der perfekte Passsitz. Kaltdehnen mit flüssigem Stickstoff Kaltdehnen oder auch Kaltschrumpfen basiert auf der physikalischen Gesetzmäßigkeit, nach der Metalle bei Kälte schrumpfen und sich bei Wärme ausdehnen. Mit tiefkalt verflüssigtem Stickstoff von -196 C werden Werkstücke geschrumpft und in Maschinen oder Bauteilen angepasst. Durch die anschließende Ausdehnung bei Umgebungstemperatur entsteht ein hochfester Passsitz, ohne das Auftreten von Gefügeveränderungen, Verzug oder Verzunderungen. Für Wellen, Kugellager, Buchsen oder Bolzen ist Kaltdehnen die schnelle und wirtschaftliche Methode zur Herstellung hochfester Passverbindungen mit hoher Drehmomentübertragung. Das Verfahren eignet sich für die Einzel- und Serienfertigung als auch für Reparaturarbeiten. Materialeigenschaften Beim Kaltdehnen müssen die physikalischen Eigenschaften des Werkostoffes berücksichtigt werden. Jedes Material hat einen individuellen Ausdehnungskoeffizienten. Diese Kennzahl gibt das Verhalten des Stoffes bei Temperaturveränderungen an. Diagonale Werkstoff Ausdehnungskoeffizient (max. Schrumpfung) [μm/mm] 1 Grauguss, Temperguss 1,5 2 Hitzebeständiger Stahl, z. B: X 10 CrAl 13, (1.4724); G-X 45 CrSi 13 (1.4729) 1,6 3 Kohlenstoffstahl, S235, S460, Stahlguss, Kaltzäher Stahl unlegiert, P 215 NL 1,8 4 Warmfester Stahl: 10 CrMo ,9 5 Kaltzäher Stahl legiert: X12 CrNi 18 9 (1.6900), X 10 CrNiTi (1.6905) 2,2 6 Kupfer, unlegiert 2,8 7 Messing 3 8 Aluminium 3,5 Mit dem Schrumpfmaß wird die Volumenänderung des Materials durch den Schrumpfvorgang beschrieben. Das Schrumpfmaß wird durch den Durchmesser des Materials bestimmt. Der Durchmesser bestimmt auch maßgeblich die Dauer des Schrumpfvorganges: Je größer der Durchmesser, desto länger die Schrumpfzeit. Hier wird beispielhaft die Schrumpfzeit von Stahl in flüssigem Stickstoff dargestellt. Schrumpfmaß Schrumpfzeit Schrumpfung [µm] Wellen-Durchmesser [mm] Durchmesser Zeit [min] Beispiel: Welle St.52 Durchmesser Wellenübermaß Durchmesser der Welle 100,000 mm 0,100 mm 100,100 mm Für den Durchmesser wird erfahrungsgemäß ein Übermaß von 1 μm/mm berechnet. 2

Abkühlvorganges an. Das Druckglied wird entnommen und direkt in das Zugglied eingesetzt.

Aber auch doppelwandige Behälter aus Edelstahl, kaltzähem Stahl oder Aluminium mit einfachen, nicht brennbaren Isolierungen haben sich in der

3 Einfach und schnell. Vorgehensweise Das abzukühlende Werkstück (Druckglied) wird in ein Bad mit flüssigem Stickstoff getaucht und muss während der gesamten Kühldauer mit Flüssigkeit bedeckt sein. Der zunächst stark siedende Stickstoff wallt nach Erreichen des erforderlichen Temperaturausgleichs nicht mehr und zeigt so das Ende des Abkühlvorganges an. Das Druckglied wird entnommen und direkt in das Zugglied eingesetzt. Tauchgefäße Als Tauchgefäß werden spezielle, vakuumisolierte Behälter (Dewar- oder Kryo-Gefäße) eingesetzt. Aber auch doppelwandige Behälter aus Edelstahl, kaltzähem Stahl oder Aluminium mit einfachen, nicht brennbaren Isolierungen haben sich in der Praxis bewährt. Stickstoffbedarf Der Stickstoffbedarf richtet sich nach dem Material und der Menge des Werkstoffes. Für Stahl, Aluminium und Kupfer gelten folgende Richtwerte Richtwerte für den Stickstoff-Bedarf Material kg l 1 kg Stahl 0,60 0,70 1 kg Aluminium 0,80 1,00 1 kg Kupfer 0,55 0,68 1. Eintauchen. Der Stickstoffverbrauch kann sich geringfügig durch Verdampfungsverluste, Abkühlen des Tauchgefäßes und durch Restmengen im Tauchgefäß erhöhen. 2. Entnehmen. 3. Einfügen. 3

Ihre Vorteile auf einen Blick. Sehr wirtschaftlich. Hohe Festigkeit der Verbindung. Einfache und schnelle Handhabung. Geringe Energie- und Arbeitskosten. Überall schnell einsetzbar.

4 Ihre Vorteile auf einen Blick. Sehr wirtschaftlich. Hohe Festigkeit der Verbindung. Einfache und schnelle Handhabung. Geringe Energie- und Arbeitskosten. Überall schnell einsetzbar. Keine Gefügeveränderung im Material, kein Verzug. Geringe Investitionskosten. Bei jeder Anwendung sollte der Kontakt mit flüssigem Stickstoff vermieden werden. Die persönliche Schutzausrüstung wie Schutzkleidung, Sicherheitsschuhe, Handschuhe und Schutzbrille sollte wegen möglicher Spritzer beim Eintauchen getragen werden. 4

Vielseitig einsetzbar. Stickstoff Stickstoff wird durch Zerlegung der Luft gewonnen.

Bei sporadischem Bedarf wird der Flüssig-Stickstoff in der erforderlichen Menge im LIN-Service oder Tankfahrzeug geliefert.

Die Belieferung mit Flüssig-Stickstoff erfolgt mit hochvakuumisolierten Tanklastzügen.

5 Vielseitig einsetzbar. Stickstoff Stickstoff wird durch Zerlegung der Luft gewonnen. Er ist unbrennbar, inert und weitgehend geruchlos, sodass er überall ohne aufwendige Sicherheitsvorkehrungen eingesetzt werden kann. Bei sporadischem Bedarf wird der Flüssig-Stickstoff in der erforderlichen Menge im LIN-Service oder Tankfahrzeug geliefert. Bei kontinuierlicher Anwendung und größeren Mengen ist es vorteilhafter, den Flüssig-Stickstoff aus einem stationären Vorratstank zu entnehmen. Die Belieferung mit Flüssig-Stickstoff erfolgt mit hochvakuumisolierten Tanklastzügen. Neben dem Kaltdehnen wird Stickstoff auch in vielen anderen Anwendungen verwendet: ¾ Entlacken/Entschichten ¾ Kühlen von Werkstoffproben ¾ Gummientgraten ¾ Gummi-Recycling ¾ Trennen von Gummi- und Metallverbindungen ¾ Kryochirurgie ¾ Einfrieren und Lagern von Zellmaterial, Pilzkulturen, Umweltproben Weitere Informationen unter westfalen.com Der Westfalen Kälteservice liefert Stickstoffmengen bis 2000 I aus dem Vorratstank, auf Wunsch auch in transportablen Kryobehältern verschiedener Größe. Der Stickstoff wird in unseren drei Luftzerlegungsanlagen in Hörstel, Laichingen und Le Creusot produziert. 5

6 Gase I Energieversorgung I Tankstellen Westfalen Austria GmbH Aumühlweg 21/TOP Leobersdorf Österreich Tel Fax info@westfalen.at Westfalen AG Industrieweg Münster Deutschland Tel Fax info@westfalen.com Westfalen Gas Schweiz GmbH Sisslerstr. 11/Postfach 5074 Eiken AG Schweiz Tel Fax info@westfalen-gas.ch J T D

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