CH237834A - Verfahren zum Herstellen und Lösen von Schrumpf- und andern Pressverbindungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Herstellen und ]Lösen von Schrumpf- und andern Pressverbindungen.    Die Erfindung     (Erfinder:    Axel Erland  Bratt, Göteborg) bezieht sich auf die Her  stellung und Lösung von Schrumpf- und  andern Pressverbindungen, und ihr Zweck ist,  den Zusammenbau und das Auseinanderneh  men der Teile solcher Verbindungen zu  erleichtern. Die Herstellung und besonders  das Lösen solcher Verbindungen hat bisher  grosse Schwierigkeiten bereitet, und zwar  nicht nur mit Rücksicht auf den erforder  lichen     Temperaturunterschied    der aufeinan  der zuschrumpfenden oder voneinander zu  lösenden Teile, sondern auch wegen der zum  gegenseitigen     Verschieben    der auf die ge  nannte Weise miteinander verbundenen bezw.

         miteinander    zu     verbindenden    Teile erforder  lichen Kräfte. Das Verfahren nach der Er  findung besteht darin, da - ein fluidales  Druckmittel, beispielsweise eine Druckflüs  sigkeit oder ein Gas, zwischen Pressflächen  der Verbindungsteile so eingepresst wird, dass  die metallische Berührung     zwischen    diesen  Flächen mindestens zum grösseren Teil auf-    gehoben wird, so dass die     gegenseitige    Ver  schiebung der diese Flächen aufweisenden  Teile leichter vorgenommen werden     kann.     



  Ferner bildet eine Einrichtung zur Aus  führung des Verfahrens einen Gegenstand  der     Erfindung.     



  An Hand der     Zeichnung    werden Beispiele  der Erfindung beschrieben.  



  Fig. 1 bis 3 zeigen im Schnitt die An  wendung der     Erfindung    bei     Kupplungen     zum     Verbinden    von zwei Wellenenden,  Fig. 4 zeigt .die Anwendung der Erfin  dung bei einer     mehrteiligen    Kurbelwelle,  Fig. 5 ihre Anwendung für den Lager  sitz eines Wälzlagers,  Fig.

   6 zeigt eine Abwandlung der Aus  führungsform nach     Fig.    3,       Fig.    7 zeigt die     Erfindung        in    Anwen  dung auf einen     abnehmbaren    Kupplungs  flansch,       Fig.    8 zeigt die     Befestigung    eines Rol  lenlagers auf einer Welle     mittels    einer     kege-          ligen    Hülse, und      Fig. 9 einen Schnitt durch die Hülse  längs der Linie IX-IX der Fig. B.  



  Gemäss Fig. 1 sind zwei Wellenenden 1  und 2 mit Abdrehungen 3 versehen, auf  welche ein Dichtungsring 4 aufgepresst ist.  Der Deutlichkeit halber ist dieser Ring brei  ter und stärker gezeigt, als er in Wirklich  keit     ist.    Auf den Wellenenden befindet sich  die Kupplungshülse 5. deren Bohrung im       Verhältnis    zu den     Wellendurchmessern    so  gewählt ist, dass eine kräftige Presspassung       zwischen    Hülse 5 und den Wellen besteht.  In der Hülse 5 befindet sich ein Kanal 6,  der     zweckmässig    in eine Nute 7 in den Innen  umfang der Hülse mündet (auch die Nut ist  in der Figur vergrössert gezeigt).

   Der Kanal  6 ist an seinem     äussern    Ende mit einem Ge  winde 8 oder einer andern     Einrichtung    zum  Anschluss an eine     Leitung    für ein geeignetes       Druckmittel,    beispielsweise Öl, versehen.  



  Die Hülse 5 kann auf das eine     Wellen-          Weise    z. B. durch  Erwärmung und darauf folgende Schrump  fung, aufgebracht werden, wie dies die  strichpunktierten Linien in Fig. 1 zeigen.  Die beiden Wellenenden werden     hierauf     stirnseitig gegeneinander gesetzt und der  Dichtungsring aufgepresst.

   Hierauf wird die       Kupplungshülse    mit Hilfe einer geeigneten  Ziehvorrichtung verschoben, bis sie die bei  den Wellenenden gleichmässig     überbrückt.     Während dieses Vorganges wird die Erfin  dung in der Weise angewendet, dass das Aus  schlussloch 8 mit einer Leitung verbunden  wird, in welcher ein Druckmittel, beispiels  weise Öl, zur Verfügung steht, dessen Druck  wenigstens so hoch     ist    wie der spezifische  Schrumpfdruck zwischen den Pressflächen.

    Das Öl dringt zwischen die Pressflächen von  Hülse und Welle ein, bildet einen Flüssig  keitsfilm und ermöglicht dadurch eine Ver  schiebung der Hülse auf der Welle ohne       Aufwand    sehr hoher Verschiebungsdrücke       und    ohne Gefahr für eine Beschädigung der  Pressflächen. Der entstehende Ölfilm kann so  dünn sein, dass er gerade eben die metallische       Berührung    zwischen den Flächen aufhebt,  ohne dass die durch Pressung verbundenen    Teile nennenswert aufgewertet bezw. zusam  inengedrückt werden.

   Durch den Öldruck  wird zugleich der verhältnismässig dünne  Dichtungsring 4 gegen die Abdrehung 3  gepresst und dadurch verhindert. dass das     Z>1     zwischen die     beiden        Wellenenden    eindringt  und     eine    die beiden Wellen     stirnseitig-    aus  einander     druckende    Kraft ausübt.

   Auch beim  in sinngemäss gleicher Weise vornehmbaren  Lösen     der    Kupplung kann die Verhinderung  einer Achsialverschiebung der Wellen Wün  schenswert sein, und zwar aus Platzgründen  und finit Rücksicht darauf, dass die Verschie  bung eine Beschädigung der Pressflächen ver  ursachen könnte, wenn sich diese in einer       unmittelbaren        metallischen        Berührung    mit  einander befinden.  



  Der Kanal 6 wird zweckmässigerweise  ungefähr     in    der Mitte der Hülse angebracht,  so dass sich. die Druchflüssigkeit gleichmässig  nach beiden Seiten verteilt.  



  Fig. 2 zeigt eine Wellenkupplung. bei  welcher eine Zwischenhülse 9 zwischen der  Kupplungshülse 5 und den Wellen 1 und 2  vorgesehen ist. Diese Zwischenhülse hat eine  so weite     Bohrung,    dass die Hülse in freiem  Zustand leicht auf die Wellenenden gescho  ben werden kann, aber     sie    ist gleichzeitig so  sehwach, dass sie durch die Kupplungshülse  5 leicht     zusammengedrückt.    werden und da  durch zur Verbindung der Wellenenden be  nutzt werden kann. Die Zwischenhülse 9       ersetzt    auf     eine    besonders     wirksame    Weise  den in     Fig.    1. gezeigten Ring 4.

   Sie kann  besonders in solchen Fällen     verwendet    wer  den, in     denen    man aus irgendeinem Grunde  die Kupplungshülse 5 nicht     unmittelbar,     gegen die     'Wellenenden    zur Anlage bringen  kann, z. B. wenn der     Wellenwerkstoff    oder  die Bearbeitung mit     Rücksicht    auf die An  forderungen an die     Pressverbindung    ungeeig  net sind.

   Die     Zwischenhülse    9 soll wenig-     s          stens    so lang sein,     da-ss    ihr auf der einen  Seite der Fuge zwischen den     Stirnflächen     der Wellenenden liegender Teil     ungefähr."5a     lang ist, wie die Kupplungshülse 5.  



  Bei der in     Fig.    2 gezeigten     Ausführung    c  ist die     Kupplungshülse    5 an den Enden mit      Abschrägungen 10 versehen. Durch diese  Anordnung endigt die vom eingepressten  Druckmittel berührte Pressfläche der Hülse 5  ein Stück innerhalb der     Hülsenenden.    Da  durch wird erreicht, dass der spezifische Flä  chendruck am Rand der Pressfläche etwas  grösser wird als in dem     dazwischen    liegenden  Teil der Pressfläche, weil der ausserhalb der  Abschrägung 10 befindliche Teil der Hülse 5  auch unter Spannung steht und diesem Teil  kein radial innen liegender Teil der     Press-          fläche    entspricht,

   so dass der von der Span  nung in diesem Teil der Hülse verursachte       Flächendruck    eine     Druckkonzentration    am  Rand der Pressfläche erzeugt. Man erreicht  dadurch, dass Flüssigkeit über den grössten  Teil der Pressfläche eingepresst werden kann,  ohne ein Durchlecken der Flüssigkeit an den  Hülsenenden.  



  Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungs  form, bei der die Hülse 9 durch die Hülse 11,  deren Aussenfläche kegelig ist, ersetzt ist.  Die Bohrung der Kupplungshülse 5 ist kege  lig und passt zu der Kegelfläche der Hülse 11.  Diese     Ausführungsform    hat den Vorteil, dass  die Kupplungshülse 5 nach einer verhältnis  mässig kleinen Längsverschiebung ganz frei  wird. Ausserdem kann die Hülse unter An  wendung der Erfindung ohne Erwärmung  aufgesetzt werden. Bei einer Pressverbindung  mit kegeliger Hülse ist der Flächendruck auf  der Seite des kleineren Durchmessers grösser  als auf der     andern    Seite.

   Um einen Ausgleich  zu schaffen und um zu verhindern, dass das  Druckmittel auf der     Seite    des grösseren Loch  durchmessers ausdringt, bevor es sich über  die ganze Fläche bis zum kleineren Durch  messer ausbreitet, kann es zweckmässig sein,  die Bohrung 6 näher zu der kleineren Boh  rung der Hülse anzubringen.

   Ein entspre  chendes Ergebnis kann allerdings auch da  durch erreicht werden, dass die Wandstärke  der Hülse 5 über ihre Länge entsprechend  geändert     wird.    Der Kegel kann so gewählt  werden, dass das Lösen der Verbindung ledig  lich durch das Einpressen von Drucköl zwi  schen die Pressflächen ausgeführt wird, wobei  die Kupplungshülse 5 von der Hülse 11 ab-    gleitet, und zwar durch den Einfluss der  Längskomponente des Pressdruckes, welcher  durch die     Kegelsteigung    bestimmt ist.  



  Fig. 4 zeigt einen Teil einer zusammen  gesetzten Kurbelwelle, wobei die Zapfen 12  und 13 in den     Kurbelarm    14 eingesetzt sind.  Die Pressflächen beim Zapfen 12 sind kege  lig, wodurch die Verbindung durch eine ver  hältnismässig kurze Verschiebung zwischen  Zapfen und     Kurbelarm    gelöst     wird.    Die  Kegelfläche des Zapfens ist     etwas    kürzer als  die Kegelfläche im     Kurbelarm,    und dies  bringt den praktischen Vorteil mit sich, dass  die Länge der Pressflächen, welche sich be  rühren, unveränderlich bleibt, bis die Ver  bindung gelöst wird.

   Dadurch wird es leich  ter, ein     Gleichgewicht    des     Druckes    zu beiden  Seiten des Zufuhrkanals für das Druckmittel  beizubehalten. Beim Zapfen 12 in Fig. 4  befindet sich der Zufuhrkanal 6 im Zapfen  und mündet ungefähr in der Mitte der Ke  gelfläche auf dem Zapfen. Bei der "zylindri  schen" Verbindung des Zapfens 13 dagegen  geht der Zufuhrkanal 6 durch den Kurbel  arm. Die zylindrische Bohrungswand des  Kurbelarmes ist hier mit einer     schiefliegen-          den    Nut 15 längs des     Umfanges    in der Nähe,  der einen     Seitenfläche    versehen. Diese Nut  bildet eine Kante 16, welche durch die Ein  wirkung des     Druckes    der Druckflüssigkeit.

    gegen die Oberfläche des Zapfens 13 gepresst  wird     und    dadurch wirksam dichtet. Deshalb ,       kann    der Kanal 6 in diesem Falle in der  Nähe der     einen        Seitenkante    der     Pressfläche     münden, z. B.     in.    der Nut 15, wodurch es  ermöglicht wird, den Ölfilm zwischen den       Pressflächen    bei einer Verschiebung des Zap  fens während des ganzen Verlaufes des Aus  baues aufrecht zu erhalten. Die Anordnung  macht es auch möglich, das     erfindungs-          gemässe    Verfahren beim     Zusammenbau    aus  zunutzen.

           Fig.    5 zeigt ein Rollenlager 17 mit     kege-          liger    Bohrung, auf     einem        kegeligen    Zapfen  18 angebracht,     und    mit einer Einrichtung       zur    Durchführung des Verfahrens gemäss der       Erfindung.         Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungs  form ist die Kupplungshülse 5 inwendig mit  einer schraublinienförmigen Nute 19 ver  sehen, die sich an den Zuführkanal 6 des  Druckmittels anschliesst, und nahe den Enden  der Hülse in über den ganzen Umfang sich  erstreckenden Ringnuten 20 endet. Die Nute  19 hat den Zweck, das Druckmittel zwischen  den Pressflächen schneller zu verteilen.

   Die  linke äussere Fläche der Kupplungshülse 21  ist kegelig, so dass an den beiden Enden die  Wandstärke im wesentlichen die gleiche ist,  wodurch der Pressdruck gleichmässig verteilt  wird. Die äussern Endkanten sind bei 22 ab  geschrägt, um die Kantenpressung zu ver  mindern.  



  Fig. 7 zeigt einen abnehmbaren Kupp  lungsflansch 23, der durch eine aussen kege  lige Hülse 24 auf einem Wellenende 25 befe  stigt     ist.    Der Kanal 6 geht durch den Flansch  und mündet an der kegeligen Hülse 24 in  den Flansch. Der Kanal 6 liegt somit in der  grössten Nähe derjenigen Stelle des Kupp  lungsflansches, wo die Wand am stärksten  ist, wodurch gewährleistet ist, dass das  Druckmittel an die Flächen, wo der Flächen  druck am grössten ist,     herangeführt    wird.  



  In Fig. 8 wird ein auf einer Welle 26  durch eine bei 27 aufgeschnittene aussen  kegelige Hülse 28 befestigtes Rollenlager 29  gezeigt. Von dem stärkeren Ende der Hülse  her ist ein Kanal 30 eingebohrt. der sich an  einen radial durchgehenden Kanal 31 an  schliesst. An diesen schliesst sich eine Vertei  lungsnute 32 an, die in der Bohrungswand  der Hülse 28 angeordnet     ist.    Da. diese bei 27  aufgeschnitten ist, kann die Nute 32 nicht  um den ganzen Umkreis der Hülse herum  angeordnet sein und endet daher vor dem  Schlitz. Von der Nute 32 gehen mehrere  radiale Bohrungen 33 aus. Das     Druckmittel     wird in dieser Weise sowohl über die innere  als auch über die äussere Fläche der kege  ligen Hülse verteilt, wodurch das Einpressen  und Abziehen wesentlich erleichtert wird.  



  Es sei hier ausdrücklich noch erwähnt,  dass bei allen erläuterten Beispielen die be  treffende     erfindungsgemässe    Einrichtung so-    wohl zum Herstellen als auch zum Lösen des  betreffenden Pressverbandes benutzbar ist  und verwendet werden soll.  



  Als Beispiel für das, was mit dem Ver  fahren gemäss der Erfindung erreicht wer  den kann, mag erwähnt werden, dass bei  einem Versuch mit einer Presshülse. die auf  eine 100-mm-Welle gepresst wurde, zum Ver  schieben der Hülse eine. Kraft von 170 t not  wendig war, während bei Einführung von  Drucköl zwischen die Flächen gemäss der  Erfindung nur etwa 5 t zum Verschieben  notwendig waren, d. h. nur etwa 3 % der  sonst erforderlichen Kraft.  



  Die Versuche haben gezeigt, dass das zwi  schen die Flächen eingepresste Druckmittel,  z. B. Öl, nach verhältnismässig kurzer Zeit  verschwindet, und dass die Festigkeit der  Verbindung und ihr Kraftübertragungsver  mögen in keiner Weise vermindert wird.  



  Das Anwendungsgebiet der     Erfindung    ist  nicht auf die oben beschriebenen Fälle be  schränkt, sondern kann praktisch genommen  überall Anwendung finden, wo     Schrumpf-          oder    andere Pressverbindungen zweckmässig  sind.  



  Die Erfindung kann demzufolge z. B.  beim Einbau und Ausbau von Schwung  rädern oder andern Rädern, die auf einer  Welle sitzen, ausgenutzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Zerfahren zum. Herstellen und Lösen von Schrumpf- und andern Pressverbindun- gen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Pressflächen der Verbindungsteile ein flui- dales Mittel mit so hohem Druck eingepresst wird, dass die metallische Berührung dieser Flächen mindestens zum grösseren Teil auf gehoben wird, so dass die gegenseitige Ver schiebung der diese Flächen aufweisenden Teile erleichtert wird.

   1I. Einrichtung an einem Pressverband zur Ausübung des Verfahrens nach Patent anspruch I, gekennzeichnet durch mindestens einen Kanal für die Einführung eines Druck mittels zwischen die Pressflächen. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch II, an einer Wellenkupplung mit die zwei Wellenenden verbindender Kupplungshülse, gekennzeichnet durch einen Zwischenring (4 bezw. 9), der die Fuge zwischen den bei den Wellenenden (1, 2) und den an die Aussenfläche des Ringes leitenden Kanal (6) für die Zufuhr des Druckmittels abdeckt. 2. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Zwischenring (4) auf Abdre hungen (3) der beiden Wellenenden ange bracht ist (Fig. 1). 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der als Hülse (9) ausgebildete Zwi schenring eine Länge hat, die annähernd das Einundeinhalbfache der Länge der Kupp lungshülse beträgt. 4. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die gegen die Kupplungs hülse (5) anliegende Aussenfläche der Zwi schenhülse (9) und die dagegen pressende Fläche der Kupplungshülse (5) kegelig sind. 5.

   Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel so gross ist, dass die Kupplungshülse ausschliesslich durch die Einwirkung der von der Konizität bestimmten axialen Komponente des Press- druckes im Sinne des Lösens verschoben werden kann. 6.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch II und Unteransprüchen 1 und 3 bis 5, an einer Wellenkupplung mit einer Kupplungshülse, bei welcher die Wandstärke an dem einen Ende grösser als an dem andern Ende ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhr kanal für das Druckmittel in der Kupplungs hülse auf Seite des dickeren Endes derselben angeordnet ist. 7. Einrichtung nach dem Patentanspruch TI und Unteransprüchen 1 und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Hülse an den Enden der Pressfläche mit Abschrägungen (10) versehen ist. B.

   Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 1 und -3 bis 7, gekenn zeichnet durch an den Zufuhrkanal (6) ange schlossene Verteilungsnuten (19, 20) für das Druckmittel. 9. Einrichtung nach dem Patentanspruch II, an einem Pressverband mit einem äussern und einem innern Gliede mit gegeneinander pres senden kegeligen Flächen, dadurch gekenn zeichnet, dass die kegelige Fläche des innern Gliedes kürzer als die kegelige Fläche des äussern Gliedes ist. 10.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal in der Nähe von demjenigen Ende der .äussern Pressfläche mündet, von welchem her das innere Glied in das äussere Glied eingeführt zu werden bestimmt ist. 11. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 10, gekennzeichnet durch einen Dichtungsteil, der die Kanalmündung gegen das genannte Ende hin abdichtet. 12.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, an einem Pressverband mit gegeneinander pressenden, kegeligen Flächen, dadurch ge kennzeichnet, dass die äussere Mantelfläche des äussern Gliedes gegen das eine Ende hin verjüngt ist, so, dass die Wandstärke dieses Gliedes an den beiden Enden ungefähr die gleiche ist. 13. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die äussern Ecken der Kupplungshülse abgeschrägt sind, um die Kantenpressung der Hülse zu vermindern. 14.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, an einem Pressverband, bei welchem ein äusseres Glied über eine Hülse mit einem innern Glied verpresst ist, gekennzeichnet durch Kanäle für die Zufuhr von Druck mittel sowohl an die äussere als auch an die innere Umfangsfläche der Hülse.