DE589451C - Verbindung, insbesondere fuer zusammengesetzte Kurbelwellen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen von Verbindungen, insbesondere für zusammengesetzte Kurbelwellen u. dgl., bei denen der eine zu verbindende Teil an der Verbindungsstelle hohl ausgebildet ist und gegen einen anderen Teil durch Erweiterung gepreßt wird mittels eines Preßstopfens ο. dgl., der in die Öffnung oder Höhlung des zuerst genannten Teiles eingesetzt wird.

Es ist bereits bekannt, zusammengesetzte Kurbelwellen herzustellen, bei denen die Kurbelzapfen hohl sind und eine konisch oder sich verjüngende Innenfläche haben. Der Kurbelzapfen wird in diesem Falle an dem Kurbelarm mittels eines sich verjüngenden Preßstopfens befestigt, der in die konische Öffnung mit solcher Kraft eingepreßt wird, daß der Kurbelzapfen durch Ausweitung .gegen den Kurbelarm gepreßt wird und durch

so den zwischen den Teilen herrschenden Druck starr in Stellung gehalten wird. Dieses Verfahren, Kurbelwellen zusammenzusetzen, hat den großen Nachteil, daß es unmöglich' ist, den Betrag der Verbindungsspannung zwisehen den Teilen genau zu bestimmen, da die Verbindungsspannung davon abhängig ist, mit welcher Kraft der sich verjüngende Preßstopfen in den Kurbelzapfen eingepreßt wird. Wenn eine derartige Kurbelwelle zwecks. Reparatur auseinandergenommen worden 1st, so wird immer die Gefahr bestehen, daß der Preßstopfen nicht genügend fest eingepreßt worden ist und die Verbindung sich löst und hierdurch die Kurbelwelle zerstört wird. Diese Gefahr ist natürlich besonders groß, wenn die Reparatur in einer kleinen Werkstatt durch Leute ausgeführt wird, die mit der .in Frage kommenden Art von Kurbelwellen ungenügende Erfahrung haben, oder eine geeignete Maschinenanlage zur Verbindung der Kurbelwelle nicht vorhanden ist.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, · eine Vorrichtung zu schaffen, in der die Verbindungsspannung vorher bestimmt werden kann und in der die Verbindungsspannung nach der Wiederzusammensetzung der Kurbelwelle bei Reparaturen immer dieselbe ist. Zu diesem Zweck werden die Preß stopfen anstatt mit einer konischen mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche versehen und haben Außenabmaße, die etwas größer sind als die Öffnung des Teiles, in den die Preßstopfen einzusetzen sind. Der Unter- ⁼ schied der Abmaße hängt von dem Betrag der gewünschten Verbindungsspannung ab. Je größer der Unterschied der Abmaße ist, um so größer wird die Verbindungsspannung sein, aber um so größer wird auch die zum Einpressen des Verbindungsstopfens erforderliche Kraft sein. Aus diesem Grunde ist

es erwünscht, die Verbindungsspannung größer zu machen, als es bei den vorliegenden Bedingungen erforderlich ist.

In der Zeichnung ist eine Anzahl Formen von Preß stopfen und Verfahren zur Herstellung und Lösung der Verbindung gemäß der Erfindung dargestellt.
Es zeigen

Fig. χ ein Verfahren zur Einsetzung eines

ίο Paares Preßstopfen, wobei ein Preßstopfen in jedes Ende eines mit einem durchgehenden Loch versehenen Kurbelzapfens eingesetzt wird,

Fig. 2 bis 9 je eine Endansicht und einen axialen Schnitt eines Preßstopfens gemäß der Erfindung,

Fig. io bis 12 Verfahren zur Einsetzung von Preßstopfen in Kurbelwellen, bei denen der Kurbelzapfen mit einem der Kurbelarme ao aus einem Stück besteht,

Fig. 13 ein Verfahren zum Entfernen eines Preßstopfens mittels eines in Fig. 15 dargestellten Werkzeuges,

Fig. 14 und 15 je eine Seiten- und Endansieht zweier zum Zusammensetzen und Auseinandernehmen einer Kurbelwelle dienenden Werkzeuge,

Fig. 16 und 17 zwei Verfahren zur Einführung eines Preßstopfens, Fig. 18 eine Kurbelwelle, bei der ein Preßstopfen für zwei Verbindungsstellen benutzt wird,

Fig. 19 Preßstopfen, die aus zwei konzentrischen, ringförmigen Teilen bestehen, Fig. 20 die Anwendung der Erfindung zur Befestigung eines Kolbenbolzens in einer Verbindungsstange,

Fig. 21 ein Verfahren zur Vergrößerung der Reibung an der Verbindungsstelle. 4<j Die Kurbelarme 1 der Fig. 1 haben durchgehende Löcher, in denen der Kurbelzapfen 2 zu. befestigen ist. Der Kurbelzapfen hat ein durchgehendes Loch, in das die Preßstopfen 3· ^Lund 4 eingesetzt werden. Die Preßstopfen sind als ringförmige Teile ausgebildet und vorzugsweise an ihren inneren Enden abgekantet, um ihre Einsetzung in den Kurbelzapfen zu erleichtern. Ein mit Gewinde versehener Bolzen 5 wird durch die Löcher der Preßstopfen eingesetzt, die durch Anziehen der Mutter 6 eingepreßt werden. Zwischen die Preßstopfen und den Kopf des Bolzens bzw. der Mutter werden Scheiben 8 und 9 eingesetzt, die einen Außendurchmesser haben, der größer ist als die Außendurchmesser der Preßstopfen. Diese Scheiben dienen dazu, zu verhindern, daß entweder einer oder beide Preßstopfen zu weit in die Kurbelzapfen eingepreßt werden. Der in Fig. 2 dargestellte Preßstopfen ist so ausgebildet, daß seine Entfernung erleichtert wird. Der Preßstopfen wird mit Hilfe eines Werkzeuges der in Fig. 14 gezeigten Art und in der in Fig. 13 dargestellten Weis'e entfernt. In der Innenwand des Preßstopfens befinden sich zwei Schlitze 11, und an seinem Innenende ist ein Ouerschlitz 12 vorgesehen, dessen Breite ungefähr so groß ist wie die der zuerst genannten Schlitze. Das zum Entfernen des Preßstopfens dienende Werkzeug 13 ist an einem Ende 14 mit Gewinde versehen und hat am anderen Ende einen Kopf 65. Der Kopf ist mit Vorsprüngen 15 versehen, und zwar so, daß seine Form ungefähr dieselbe ist wie die des Loches des Preßstopfens. Bei der Entfernung des Preßstopfens wird der Kopf des Werkzeuges durch das Loch des Preßstopfens geführt, und das Werkzeug wird um eine Viertelumdrehung gedreht, so daß die Vorsprünge 15 in dem Schlitz 12 liegen, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Hierdurch wird verhindert, daß sich das Werkzeug relativ zum Preßstopfen dreht, und erreicht, daß der Preßstopfen durch Drehung der Mutter herausgezogen wird. Ein ringförmiger Teil 16 und eine Scheibe 17 werden über das Werkzeug geführt, worauf die Mutter 18 aufgeschraubt und angezogen wird, bis der Preßstopfen entfernt ist.

Fig. 3 zeigt einen Preßstopfen, der sich von go dem in Fig. 2 dargestellten Preßstopfen nur dadurch unterscheidet, daß er vier Schlitze 18 und zwei Querschlitze 19 hat. Der Preßstopfen wird mittels des in Fig. 15 dargestellten Werkzeuges 20 entfernt. Der Kopf des Werkzeuges hat vier Vorsprünge 21. Nachdem das Werkzeug in den l?reßstopfen eingesetzt worden ist, wird es um ein Achtel einer Umdrehung gedreht, und der Preßstopfen kann dann in der in Verbindung mit Fig. 13 beschriebenen Weise entfernt werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei Preßstopfen von im wesentlichen derselben Gestalt und zur Anwendung an den entsprechenden Enden desselben Kurbelzapfens. Die Preßstopfen 22 und 23 haben kreisförmige Durchgangslöcher 24 und 25 und Ouerschlitze 26, 27. Der Preßstopfen 22 wird in der in Fig. 13 dargestellten Weise mittels eines Werkzeuges der in Fig. 14 gezeigten Art entfernt. Der no Durchmesser des Schaftes des Werkzeuges ist derart, daß er zur Öffnung 24 paßt. Der Durchmesser des Kopfes quer zu den Vorsprüngen ist größer als der Durchmesser des Loches 24, jedoch kleiner als der Durchmesser des Loches 25. Das Werkzeug wird durch das Loch 25 mit dem mit Gewinde versehenen Ende zuerst hindurchgeführt, so daß die Vorsprünge in dem Schlitz 26 zu liegen kommen. Der Preßstopfen 22 kann dann in der oben 12c» beschriebenen Weise entfernt werden. Der andere Preßstopfen 23 kann dann in ähnlicher

Weise entfernt werden mittels eines größeren Werkzeuges derselben Form, das von der entgegengesetzten Richtung her eingeführt wird. Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei Formen von Preßstopfen, die zur paarweisen Anwendung geeignet sind. Der Preßstopfen 28 (Fig. 6) ist massiv, während der Preßstopfen 29 ein zylindrisches Loch hat, wie in Fig, 7 gezeigt ist, Zur Entfernung der Welle wird der

to Preßstopfen 28 zuerst mittels eines durch die Öffnung des Preßstopfens 29 eingeführten Durchschlages ausgeschlagen. Der Preßstopfen 29 kann dann mit Hilfe eines Durchschlages größeren . Durchmessers entfernt werden, der von der entgegengesetzten Richtung eingeführt wird.

Fig. 8 zeigt" einen Preßstopfen 30 mit einem mit Gewinde versehenen Loch. Der Preßstopfen wird in der in den Fig. 16 und 17 gezeigten Weise entfernt. Wie in Fig. 16 gezeigt ist, wird ein mit Gewinde versehenes . Werkzeug 31 in den Preßstopfen eingeschraubt, der dann mit Hilfe eines ringförmigen Teiles 16, einer Scheibe 17 und einer Mutter 18 in-der in Verbindung mit Fig. 13 beschriebenen Weise entfernt wird. Gemäß Fig. 17 besteht der Kurbelzapfen mit einem

• der Kurbelarme 33 aus einem Stück und ist nur zum Teil zwecks Aufnahme eines Preß-Stopfens 31 ausgehöhlt, der zur Befestigung des Kurbelzapfens in dem anderen Kurbelarm 34 dient. Der Preßstopfen wird mittels eines mit Gewinde versehenen Werkzeuges 35 entfernt, das sich gegen den Boden 36 des hohlen.Teiles des Kurbelzapfens abstützt.

Die in den Fig. 2 bis 8 dargestellten Preßstopfen sind vorzugsweise gehärtet. Jedoch besteht der in Fig. 9 dargestellte Preßstopfen am geeignetsten aus ungehärtetem Material.

Der Preßstopfen hat einen axialen Schlitz oder eine Nut 64. Wenn der Preßstopfen entfernt werden soll, so wird sein. Mittelteil bis fast zum Boden des Schlitzes ausgebohrt oder ausgedreht. Der verbleibende ringförmige Teil des Stopfens übt gegen die Innenwand des Kurbelzapfens einen so- kleinen Druckaus, daß er leicht entfernt werden kann.

In den Fig. 10 bis 12 sind verschiedene Verfahren zur Zusammensetzung von Kurbelwellen dargestellt, bei denen der Kurbelzapfen mit einem der Kurbelarme· aus einem Stück besteht. Gemäß der Fig. 10 ist am Boden des hohlen Teiles 37 des Kurbelzapfens ein mit Gewinde versehenes Loch 38 vorgesehen, in das ein Werkzeug 39 eingeschraubt werden kann. Der hohle Preßstopfen 40 und die Anschlagscheibe 41 werden über das Werkzeug geführt, wonach die Mutter 42 angezogen wird. Wenn der Preßstopfen so

So weit, wie es die Anschlagscheibe gestattet, eingepreßt worden ist, so wird das Werkzeug 39 ausgeschraubt und entfernt. Gemäß der Fig. 11 sind sowohl der Kurbelzapfen 43 als auch der Kurbelarm 44 durchbohrt, damit ein mit einem Kopf 45 versehenes Werkzeug 6g 46 durch die Bohrung geführt werden kann. Der Preßstopfen kann dann in der oben beschriebenen Weise eingepreßt werden. In der Fig. 12 ist das Werkzeug 47 mit Gewinde versehen, damit es in ein im Kurbelarm befindliches, mit Gewinde \^rersehenes Loch geschraubt werden kann. Der Kopf des Werkzeuges 48 ist so groß gemacht, daß die Anschlagscheibe weggelassen werden kann.

Fig. 18 zeigt eine Verbindung, bei der ein einziger Preßstopfen 49 dazu dient, den Kurbelzapfen 50 an den beiden Kurbelarmen. 51 und 52 zu befestigen. Der Kurbelzapfen ist zwischen den Kurbelarmen vorzugsweise nicht zu erweitern. Es sind daher der Kurbeizapfen oder der Preßstopfen oder beide so hergestellt, daß zwischen ihnen längs des genannten Teiles des Kurbelzapfens ein Spiel 53 besteht. .

Fig. 19 zeigt eine Verbindung, bei der jeder Preßstopfen aus zwei konzentrischen, ringförmigen Teilen besteht. Hierdurch ist es. möglich, den Druck gegen den Kurbelzapfen 54 zu vergrößern. Beim Zusammensetzen der Kurbelwelle wird zuerst der größere Teil 55 in den Kurbelzapfen 54 eingepreßt und der Kurbelzapfen so erweitert, daß er an dem Kurbelarm befestigt wird. Darauf wird der kleinere Teil 56 in den größeren Teil 55 eingesetzt, wodurch der Teil 55 erweitert wird. Diese Erweiterung wird auf den Kurbelzapfen 54 übertragen und die Reibung zwischen dem Kurbelzapfen und dem Kurbelarm weiter vergrößert.

Fig. 20 zeigt die Erfindung in Anwendung bei einem Kolbenbolzen, dessen Lager sich in den Kolbennaben befinden. Der Kolbenbolzen 57 ist an der Verbindungsstange 58 mittels eines Preßstopfens 59 befestigt, der vorzugsweise eine der obenerwähnten Formen hat, um seine Entfernung zu erleichtern.

Die Fig. 21 zeigt eine Anordnung zur Vergrößerung der Reibung und Stärke der Verbindung. Die Preßstopfen 60 haben Flansche · 61, die an den Kurbelarmen in geeigneter Weise mittels Nieten 62, Schrauben, Stifte 0. dgl. befestigt sind. Falls erwünscht, kann der Flansch eines Kurbelwellenpreßstopfens gesichert werden, indem er mit einer Öffnung versehen wird und der Kurbelzapfen durch ng diese Öffnung hindurchragt. Hierdurch kann ein Teil der Drehkraft von dem Kurbelarm auf die Welle mittels der Reibung zwischen Preßstopfen und Welle übertragen werden. Ähnliche Flansche können, wenn erwünscht, an den Preßstopfen 63 des Kurbelzapfens vorgesehen werden.

Durch geeignete Wahl der Abmaße des Preßstopfens und des Loches im Kurbelzapfen ist es möglich, die Verbindungsspannung den Anforderungen anzupassen. In Fällen, wo der eine eines Paares Preßstopfen dicker als der andere ist, kann der dünnere Preßstopfen etwas größer als der andere gemacht werden, so daß die durch beide Preßstopfen ausgeübte Drücke im wesentlichen

to gleich sind. Um den Kurbelzapfen vor gefährlicher Spannung zu bewahren und um den Druck zwischen dem Kurbelzapfen und dem ihn umgebenden Teil zu vergrößern, kann der äußere Durchmesser des Kurbelzapfens etwas größer als der Durchmesser des Loches gemacht werden, in das er eingesetzt wird. Iri dieser Weise ist es möglich, einen Anfangsdruck zwischen dem Kurbelzapfen und dem ihn umgebenden Teil zu er-

ao halten, der das Ende des Kurbelzapfens beim Eintreiben etwas zusammenpreßt. Wenn der Preßstopfen eingepreßt wird, so wird der Kurbelzapfen wieder auf seinen ursprünglichen Durchmesser erweitert und hierdurch

z5 verhindert, daß er beträchtlicher Spannung ausgesetzt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Formen beschränkt, sondern kann auch bei anderen Verbindungen angewandt und in anderer Weise durchgeführt werden. Die Preßstopfen können entweder durch Schläge eingetrieben oder beispielsweise durch hydraulische Mittel eingepreßt oder durch Erhitzung der umgebenden Teile oder durch geeignete Abkühlung des Preßstopfens, beispielsweise in flüssiger Luft, einschrumpft werden.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   .1. Verbindung, insbesondere für zusammengesetzte Kurbelwellen u. dgl., bei der der eine zu verbindende Teil an der Verbindungsstelle hohl ist und gegen einen anderen Teil durch Erweitern gepreßt wird mittels eines in die Aushöhlung eingesetzten Preßstopfens o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der als massiver bzw. als ungeschlitzter ringförmiger Körper ausgebildete Preßstopfen zylindrische Außenfläche hat.
2. 2.. Verbindung nach Anspruch i, bei der der Preßstopfen mit einem Durchgangsloch versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch eine oder mehrere maximale Querschnittsgrößen und eine oder mehrere minimale Querschnittsgrößen hat, zwecks Einführung eines zur Entfernung des Stopfens dienenden Werkzeuges mit einem Kopf, dessen maximale Querschnittsgröße kleiner als die maximale Querschnittsgröße des Loches, jedoch größer als die minimale Querschnittsgröße des Loches ist.
3. 3. Verbindung nach Anspruch 1, bei der die Preßstopfen zu Paaren in einem gemeinschaftlichen Teil eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Preßstopfen zwecks Einführung eines zur Einsetzung oder Entfernung der Preßstopfen dienenden Werkzeuges mit Durchgangslöchern versehen sind.
4. 4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Querschnittsgröße des Loches eines der Preßstopfen größer ist als die minimale Querschnittsgröße des Loches des anderen Preßstopfens, um die Einführung eines zur Entfernung des Stopfens dienenden Werkzeuges zu ermöglichen, das einen Kopf hat, dessen maximale Größe kleiner als die genannte maximale Querschnittsgröße, jedoch größer als die genannte minimale Querschnittsgröße ist.
5. 5. Verbindung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Endfläche des Preßstopfens einen Schlitz, eine Nut o. dgl. zur Aufnahme entsprechender Vorsprünge eines zur Entfernung des Stopfens dienenden Werkzeuges hat.
6. 6. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstopfen in oder in der Nähe seiner äußeren Oberfläche eine oder mehrere sich axial erstreckende Nuten, Löcher o. dgl. hat, so daß der Preßstopfen durch Ausbohren oder Ausdrehen seines mittleren Teiles entfernt werden kann.
7. 7. Verbindung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstopfen aus zwei oder mehreren konzenirischen, ringförmigen Teilen besteht, wobei der den kleineren Querschnitt besitzende ringförmige Teil in den zuerst in die Verbindungsstelle eingebrachten ringförmigen Teil mit dem größeren Querschnitt eingesetzt ist.
8. 8. Verbindung nach Anspruch 1 bis 7 für zusammengesetzte Kurbelwellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstopfen einen Flansch o. dgl. hat, der mit dem Kurbelarm mittels _:Nieten, Schrauben, Stifte o. dgl. verbunden ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen