Vorrichtung zum Druckölzusammenbau einer Presssitzverbindung Die Erfindung. betrifft eine Vorrichtung zum Druckölzusammenbau einer Pressitzverbindung eines zylindrischen Teiles mit einem Teil mit zylindrischer Bohrung, unter Verwendung eines an die Stirnfläche des zylindrischen Teiles anschliessenden Hilfsteiles, auf den der zu befestigende Teil mit der zylin drischen Bohrung mit geringer .Kraft aufschiebbar ist, und dessen Länge .grösser ist als die Länge .der Boh rung des zu befestigenden Teiles.
Es ist bekannt, Pressitzverbindungen auf die Weise unter Anwendung geringer axialer Kräfte zu sammenzubauen, dass zwischen die Auflageflächen der Teile Drucköl mit hohem Druck im ,Bereich von 1000 at gebracht wird, welches unter anderem eine Aufweitung des mit .der Bohrung versehenen Teiles bewirkt und ein leichtes Verschieben und Verdrehen dieses Teiles auf dem inneren Teil, z. B. einer Welle, gestattet. Es ist üblich, zwecks Erleichterung .des Zu sammenbaues die Auflageflächen beider Teile leicht konisch auszuführen, oder, falls eine der Flächen zylindrisch ist, Zwischenbüchsen .mit einer zylindri schen und einer konischen Auflagefläche zu verwen den.
Die Herstellung der konischen Flächen, die sehr genau sein müssen auf .den Teilen oder den Zwi schenbüchsen verteuert diese Art der Verbindung in bedeutender Weise.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Druckölzusammenbau eines zylindrischen Teiles mit einem Teil mit zylindrischer Bohrung unter Verwen dung eines Werkzeuges auszuführen, welches einen zylindrischen Hilfsteil enthält, der in die Bohrung des zu befestigenden Teiles einschiebbar ist und an der Stirnfläche .des anderen Teiles befestigt wird. Die bei den Enden der Bohrung des zu befestigenden Teiles werden dabei gegenüber dem Hilfsteil mit Gummirin- gen abgedichtet, .durch Druckölzufuhr wird der aufzu schiebende Teil aufgeweitet und auf die Welle aufge schoben.
Diese Vorrichtung hat unter anderem den Nachteil, dass die Gummiringe in bedeutender Weise die Reibung zwischen der Welle und dem aufzuschie- benden Teil vergrössern und zudem bei einem Zu sammenbau durch die hohen Drücke .derart beschä digt werden, dass sie ,meistens ein zweitesmal nicht mehr verwendbar sind.
Auch ist diese Vorrichtung beim Auseinander-bau ;derartiger Verbindungen nicht brauchbar und es bestehen bedeutende Schwierigkei ten beim Abziehen zylindrischer Teile von zylindri- schen Wellen, sobald die Nut, bzw. die öffnung ,zur Zufuhr des ,Drucköles bereits das Wellenende pas siert hat. Der auf der Welle verbleibende Teil der zylindrischen Bohrung verklemmt sich auf dieser oft, und es können dann,die Teile nur unter Anwendung besonderer Kräfte und meistens sogar unter Beschä digung der Auflageflächen voneinander gelöst werden.
Die Erfindung hat das Ziel, diese Nachteile zu. beseitigen und eine Vorrichtung zu schaffen, welche einen einfachen und unter Verwendung der .gleichen Teile beliebig oft wiederholbaren Zusammenbau und Auseinanderbau zylindrischer Teile mit Teilen mit zylindrischer Bohrung gestattet. Die erfindungsge mässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, ,dass der Hilfsteil ,an seinem dem zylindrischen Teil zuge wandten Ende den gleichen Durchmesser aufweist wie der zylindrische Teil, und dass sich der Durch messer in mindestens einem Teile seiner Länge mit zunehmender Entfernung von diesem .Ende stetig ver kleinert.
Die Erfindung wird anhand einiger in der Zeich nung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein typisches Werkstück, zu dessen Zusam menbau eine erfindungsgemässe Vorrichtung an wendbar ist, und zwar die Nockenwelle eines grösse ren Dieselmotors, Fig. 2 eine Ausführungsform einer erfindungsge- mässen Vorrichtung, Fig. 3 ein Diagramm des Verlaufes der :bei der Montage anwendbaren Öldrücke entlang der Vor richtung nach der Fig. 2, Fig. 4 ein Detail einer gegenüber der Fig. 2 ab geänderten Ausführungsform, Fig. 5 eine andere Ausführungsfarm einer erfin- dungsgemässen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist eine Nockenwelle 1 mit Gruppen von Nocken 2 versehen. An einem Ende trägt die Nok- kenwelle Zahnräder 3 und 4. Das Zahnrad 3 ist so wie die Nocken 2 durch eine Pressitzvenbindung auf der Welle befestigt. Das Zahnrad 4 ist auf einem Ge windestummel 5, der am Ende der Welle 1 ausgebil det ist, .aufgeschraubt. Zwecks billiger Fertigung hat die Nockenwelle 1 auf ihrer gesamten Länge ausser dem Gewindestummel 5 eine zylindrische Aussenflä che mit genau dem gleichen Durchmesser.
Die auf der Nockenwelle 1 befestigten Teile 2 und 3 haben andererseits zylindrische Bohrungen, deren Durch messer bei allen ebenfalls mit grosser Genauigkeit gleich sind. Die Nocken 2 und das Zahnrad 3 sind in an sich bekannter Weise mit Bohrungen 6 versehen, an die in geeigneter Weise, z. B. mit Schraubennip peln, die Druckleitung einer Hochdruckölpumpe an geschlossen werden kann, zwecks Einführung von Drucköl zwischen die Auflageflächen.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung enthält einen auf den Gewindestummel 5 aufschraubbaren Hilfsteil 10, dessen Aussenfläche einen langgestreckten Konus bildet. Der Durchmesser D des auf der Stirnfläche der Nockenwelle 1 aufliegenden Endes des Teiles 10 ist mit grosser Genauigkeit gleich wie :der Durchmes ser<I>D</I> der Welle. Der kleinere Durchmesser<I>d</I> des Hilfsteiles 10 ist derart gewählt, ass der Nocken 2 bei der Montage .auf den Teil 10 aufschiebbar ist. An der Auflageseite ist :der Teil<B>10</B> mit einem kranzför- migen Vorsprung 11 versehen, mit dessen Hilfe der Spalt an der Verbindungsstelle der beiden Teile 10 und 1 abgedichtet wird.
Zwecks Gewichtsverminde rung kann der Teil 10 seiner Länge nach mit einer Bohrung 12 versehen sein.
Bei einem Zusammenbau der Nockenwelle 1 mit den Nocken oder dem Zahnrad wird der Hilfsteil 10 auf den Gewindestummel 5 aufgeschraubt (Fig. 2) und derart .angezogen, dass die Vorsprünge 11 ausrei chend dichten. Dann wird der aufzuschiebende Teil, z. B. ein Nocken 2 auf das .dünnere Ende :des Hilfstei les 10 geschoben, soweit es geht.
Darauf wird die Bohrung 6 :des Nockens 2 an die Druckleitung 13 einer nichtdargestellten, an sich bekannten Hoch druckpumpe angeschlossen, welche in Betrieb gesetzt wird. Durch die elastische Deformation der Auflage- flächen der Teile 2 und 10 findet bei einer geeigneten Konizität des Teiles 10 bereits eine gewisse Dichtwir kung auch .an der dem geringeren Durchmesser zuge wandten Seite des Teiles 2 statt. Es kann sich daher bei dauernder Druckölzufuhr ein gewisser Öldruck zwischen :den Auflageflächen aufbauen, welcher ein weiteres Verschieben des Teiles 2 dem grösseren Durchmesser zu gestattet.
Je näher der Teil 2 dem Ende des Teiles 10 :mit dem grösseren Durchmesser kommt, umso :besser wird die Dichtwirkung an den Rändern der Auflageflächen und umso höher wird der Druck, welcher sich zwischen den Auflageflächen aufbaut. Dieser Verlauf der erreichbaren Drücke ent lang des Hilfsteiles 10 ist durch die Linie p in Fig. 3 dargestellt.
Unter Ausnützung dieser immer höher werdenden .Drücke kann der Teil 2 oder ein anderer, aufzuschiebender Teil, bei gleichzeitiger Druckölzu- fuhr durch die Rohrleitung 13, bis an das der Nok- kenwelle 1 zugewandte Ende des Teiles 10 geschoben werden und darüber hinaus auf ;diese Welle. Die Ver schiebung des Teiles auf der Nockenwelle 1 erfolgt dann in an sich bekannter Weise bis an die Stelle, wo der Teil fixiert werden soll.
Die Befestigung des Tei les erfolgt in ebenfalls bekannter Weise durch Ent weichen des Drucköles von den Auflageflächen. Ein Auseinanderbau der Teile erfolgt in ähnlicher Weise unter Anwendung des Hilfsteiles 10.
Die Konizität des Hilfsteiles 10 muss so gewählt werden, dass bereits beim Aufschieben der zylindri schen Bohrung des zu befestigenden Teiles mit gerin ger Kraft und auch in jeder Lage auf dem Hilfsteil eine Dichtwirkung .an beiden Seiten der Bohrung, d. h. also auch an :der dem verjüngten Ende des Tei les 10 zugewandten Seite, zustande kommt. Es ist klar, dass diese Wirkung ausser von der Konizität auch von der Länge und der .Elastizität des zu :befesti genden Teiles und z. B. auch von einer Verschieden heit der Elastizität an dessen beiden Enden beein- flusst wird.
Elastischere, kurze Teile passen sich dem Konus :besser an und können über eine steilere koni sche Fläche auf die Welle aufgeschoben werden, als weniger elastische und lange Teile. In einem konkre ten Falle, bei der Befestigung von 120 mm breiten Nocken auf einer Nockenwelle von 120 mm Durch messer, hat es sich erwiesen, dass bereits eine Länge L der konischen Oberfläche des Teiles 10, die unge fähr .das Vierfache des Durchmessers D der Welle beträgt, für diesen Zweck trotz der relativ grossen Länge, bzw. Breite des .zu befestigenden Teiles, aus reichend ist. Die entsprechende Konizität der Ober fläche des Hilfsteiles 10 war 1 : 1250.
Es kann auch vorteilhalft sein, wie in Fig. 4 dargestellt, das Ende des Hilfsteiles 10 mit dem grösseren Durchmesser mit einer zylindrischen Fläche 14 zu versehen (Fig. 4), die ungefähr der Länge .der zu befestigenden Teile entspricht. Auf diese Weise wird der Übergang vom Hilfsteil 10 auf die Welle 1 erleichtert. Es hat sich dabei gezeigt, dass dem Übergang von der zylin drischen Endfläche zur konischen Fläche des Hilfstei les 10 keine besondere Aufmerksamkeit gewidmet zu werden braucht und dieser Übergang scharfkantig sein kann. Es versteht sich, dass aber auch ein all mählicher Übergang der beiden Flächen in irgend einer Weise, z.
B. durch Abrundung , geschaffen werden kann.
Im beschriebenen Beispiel ist der Hilfsteil 10 als auf die Welle 1 aufschraubbar gezeichnet und be schrieben worden. Es versteht sich, dass die Befesti gung auch durch andere Mittel zustande kommen kann, z. B. mit Hilfe einer Gewindebohrung im Teil 1. Unter Umständen ist es in besonders gelagerten Fällen sogar möglich, den Hilfsteil 10 mit der Welle 1 aus einem Stück auszubilden, .d. h. die Welle 1 .mit der konischen Oberfläche des Teiles 10 zu versehen. Das kann überall dort von Vorteil .sein, wo genügend Platz vorhanden ist oder z. B. die Welle ein genügend langes, freies Ende aufweist.
Die bei der beschriebenen Ausführungsform ver wendete Dichtung mit Hilfe des vorstehenden Kran zes 11 kann auch durch eine beliebige Dichtung mit einem elastischen oder plastischen Dichtungsmittel ersetzt werden. Die Dichtung durch .den Kranz hat jedoch den Vorteil, dass sie keiner Alterung unter liegt, eine oftmalige Wiederverwendung .ermöglicht und überhaupt besondere Dichtungsteile überflüssig macht.
Obwohl beim beschriebenen Beispiel der Hilfsteil entlang der ganzen Länge seines konischen Teiles die gleiche Konizität aufweist, ist es ohne weiteres mög lich, diese konische Fläche -mit verschiedenen Abstu fungen zu versehen. So könnte z. B. der zum Erzielen einer anfänglichen Dichtung dienende Endteil mit dem geringsten Durchmesser eine kleine Konizität aufweisen, der mittlere Teil eine grössere, die dann wieder allmählich in einen Teil mit geringer Konizi- tät, bzw. sogar nach Fig. 4 in einen zylindrischen Teil übergehen würde.
In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform hat das der Welle 1 ,zugewandte Ende des Hilfsteiles 20 ebenfalls einen Durchmesser D, welcher gleich gross ist wie der Durchmesser D der Welle. Auch hat das -der Welle abgewandte Ende des Hilfsteiles 20 einen Durchmesser d, welcher ein Aufschieben des zu befestigenden Teiles gestattet. Zum Unterschied ge genüber dem Hilfsteil 10 aus Fig. 2 ist der Hilfsteil 20 mit einem durch einen Verschluss 21 abgeschlos senen Hohlraum 22 versehen, der mit Hilfe einer Bohrung 23 und eines Anschlussnippels 24 an eine hydraulische Hochdruckleitung 25 anschliessbar ist.
Der Hilfsteil 20 ist ebenfalls an dem Gewindestum mel 5 aufschraubbar und mit einem Dichtungsvor sprung 2.6, welcher dem Vorsprung 11 des Hilfsteiles 10 in Fig. 2 entspricht, versehen.
Bei dieser Ausführungsform wird der zu befesti gende Teil 2 des ebenfalls auf das dünnere Ende des Hilfsteiles 20 mit dem Durchmesser d aufgeschoben. Darauf wird durch die Druckleitung 25 dem Hohl raum 22 Drucköl zugeführt, was eine Vergrösserung des Aussendurchmessers des Teiles 20 zur Folge hat. Diese Vergrösserung kann ;dabei so dimensioniert werden, dass bei Erreichen eines im voraus bestimm ten Druckes der Durchmesser der Partie .des Teiles 20, bis wohin der Teil 2 verschoben werden konnte und nun aufliegt, gleich gross wird wie der Durchmes ser D .des stärkeren Endes.
Darauf wird die Drucköl- zufuhr durch die Rohrleitung 13 eingeschaltet und der Teil 2 kann auf die Walle 1 geschoben werden.
Die Fabrikation der an sich theoretisch schwer bestimmbaren Übergangsflächen zwischen dem Teil mit dem kleineren Durchmesser d und dem Teil :mit dem grösseren Durchmesser D des Hilfsteiles 20 kann in sehr einfacher Weise ,derart erfolgen, dass dem Hohlraum 22 Druckmittel mit dem gewünschten Druck zugeführt und in diesem verschlossen wird, und darauf die Aussenfläche auf .die Grösse des Durchmessers D.geschliffen wird.
Die bei der Ausführungsform nach Fig. 5 durch hydraulische Mittel erzielte Aufweitung des kleineren Durchmessers des Hilfsteiles 20 :kann im Prinzip auch durch andere Mittel erzielt werden. So kann z. B. der Innenraum 22 .mit einer plastischen Masse oder mit kleinen Kugeln angefüllt sein, auf die durch eine Schraube ein Druck ausgeübt werden kann, der sich dann analog den hydraulischen Gesetzen nach allen .Richtungen auswirkt. Der Innenraum kann z. B. auch konisch sein und die Ausweitung kann durch einen in den konischen Innenraum, z. B. durch Schraubenkraft einführbaren Teil erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Aufweitung des verjüngten Teiles .des Hilfsteiles 20 durch Beheizung, z.
B. mit Hilfe einer im Hohlraum 22 eingebauten elektrischen Spirale, zu bewirken.
Es versteht sich, ,ass die ,beiden beschriebenen Vorrichtungen, welche nur in ihrer einfachsten Ausführungsform beschrieben worden sind, in an sich bekannter Weise mit besonderen Vorrichtungen zum Aufziehen der zu befestigenden Teile versehen werden können. So kann z. B. der Hilfsteil 10 mit einer in Achsenrichtung in Fig. 2 nach links hervor stehenden Schraube versehen ,sein, auf der eine Mut ter, die z. B. in einem Handrad ausgebildet ist, auf schraubbar ist und z. B. über ein axiales Kugellager auf ein Rohr wirkt, das gegen den ;zu befestigenden Teil drückt. Es sind aber auch andere, z.
B. hydrauli sche Ausführungsformen derartiger Aufziehvorrich- tungen verwendbar.