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Verfahren zur Verstellung vos Kolbenringen.
Die im Kraftmaschinenbau verwendeten gespaltenen Kolbenringe müssen der Forderunng entsprechen, dass sie an allen Stellen ihres Umfanges dicht an der Zylinderwand anliegen. Dieser Bedingung ist dann genügt, wenn die das Anlegen an die Zylinderwand bedingenden Expansionskräfte an allen Stellen des Ringes die gleichen sind.
Der Erfinder hat nun gefunden, dass dieses gleichmässige Anliegen des Kolbenringes dann gewährleistet ist, wenn bei der Herstellung des Kolbenringes das unbearbeitete oder gegebenenfalls vorbearbeitete ringförmige Werkstück während seiner Bearbeitung in jener Form festgehalten wird, welche der gespaltene Ring beim Aneinanderfügen der Spaltränder selbsttätig ohne jede Beeinflussung durch äussere Kräfte annimmt. Und zwar geschieht dies gemäss der Erfindung in der Weise, dass das Werkstück nach Aneinanderfügen der Spaltränder an-der Überlappungsstelle einzig und allein an zwei einander gegenüberliegenden Punkten festgehalten und der Ring in der hiebei ohne Beeinflussung durch andere Kräfte angenommenen Form bearbeitet wird.
Die Zusammenfügung der Spaltränder des Werkstückes und das Festhalten des Ringes während der Bearbeitung kann hiebei durch irgendwelche Mittel erfolgen, welche den vorgenannten Bedingungen entsprechen. Im nachfolgenden sollen einige für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besonders geeignete Massnahmen beschrieben werden.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung sind zwei der üblichen ringförmigen, unbearbeiteten Werkstücke. wie sie zur Herstellung von Kolbenringen verwendet werden, im Aufriss und Grundriss dargestellt. Diese Werkstücke können gegossen oder auf irgendwelche Weise, wie durch Pressen, Stanzen od. dgl., erzeugt werden. In den Fig. 3 und 4 sind die gleichen Werkstücke nach erfolgtem Aufschneiden dargestellt.
Statt die Ringe aufzuschneiden, können sie auch mit den Spalten in der aus Fig. 3. und 4 ersichtlichen Form gegossen oder auf andere Weise hergestellt werden.
Die Spaltränder der aufgeschnittenen Ringe werden nun zusammengefügt, wobei der Ring durch äussere Kräfte ganz unbeeinflusst eine bestimmte Form annimmt, in der er während der Bearbeitung festgehalten wird. Zu diesem Zwecke kann die in Fig. 14 schematisch dargestellte Vorrichtung verwendet werden, welche aus einem Behälter besteht, dessen Wandung von einer Anzahl in radialer Richtung einstellbarer Blöcke durchsetzt wird. In den Behälter wird der an den Spalträndern zusammengehaltene Ring eingesetzt und die Blöcke allmählich gegen seine Umfäche bewegt, bis dieselben an dem Ring 12 anliegen. Nun werden die Ringenden freigegeben und die Blöcke 11 halten den Ring in genau der gleichen Form fest, welche er ursprünglich beim Zusammenfügen der Spaltränder angenommen hat.
Bei Massenerzeugung werden zumeist alle Ringe gleicher Grösse beim Zusammenfügen der Spaltränder die gleiche Form annehmen. Bei Verwendung derartiger Ringe gleicher Grösse und Krümmung kann. der Behälter mit fixen Rippen oder Blöcken 11 versehen werden.
Wenn eine Anzahl solcher Ringe von gleicher Grösse und Krümmung in den Behälter eingesetzt ist, so wird die in Fig. 15 veranschaulichte Klemmvorrichtung in den Behälter eingeführt, durch welche die Ringe in jener Lage festgehalten werden, welche sie ursprünglich beim Zusammenfügen ihrer Spaltränder eingenommen haben. Diese Klemmvorrichtung besteht aus einer mit Schraubengewinden versehenen Zentrierspindel M, welche'durch Öffnungen in der Mitte von Scheiben 13 gesteckt ist. Diese Scheiben 13 werden durch auf die Enden der Spindel 14 geschraubte Muttern 15 gegen die Stirnflächen des Kolbenringes gepresst. Bei Einführung der Klemmvorrichtung in den Behälter muss dieselbe, bevor das Festklemmen des Ringes erfolgt, zentriert werden.
Die Zentrierspindel 14 besitzt an ihren Enden
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geeignete Ausnehmungen 16. um das Aufspannen auf einer Drehbank, Schleifmaschine od. dgl. zu gestatten.
Nach genauer Zentrierung wird der Ring 12 auf den seiner Zweckbestimmung entsprechenden äusseren Durchmesser abgedreht oder abgeschliffen. Hierauf wird der Ring ohne eine Änderung seiner ursprünglich angenommenen Form in eine andere Klemmvorrichtung eingespannt, welche in Fig. 17 dargestellt ist und die Bearbeitung auf der Innenseite des Ringes gestattet. Diese zweite Klemmvorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Teil 17, welcher an einem seiner Enden bei 18 mit Schraubengewinden versehen ist und eine schmale ringförmige Sitziläche 19 aufweist. Das andere Ende der Klemmvorrichtung ist zweckmässig gktt und passt in eine Hülse 20, an der eine Zentrierstange 21 vorgesehen ist. Auf dem Ende-18 des Rohres 17 ist ein Ring 22 aufgeschraubt, welcher eine ringförmige Sitzfläche 23 aufweist.
- Vor dem Aufschrauben des Ringes 22 wird die in Fig. 15 und 16 dargestellte Klemmvorrichtung so in das Rohr 17 eingesetzt, dass eine Fläche des Kolbenringes an der Sitzfläche 19 des Rohres anliegt.
Der Kolbenring wird dann genau zentriert und der Ring 22 auf das Rohr aufgeschraubt bis die Fläche 23 an dem Kolbenring anliegt und denselben in seiner Lage festhält. Hierauf werden die Muttern 15 abgeschraubt und die Scheiben 13 entfernt. Das Rohr 17 ist dann in der Hülse 20 zentriert und der Kolbenring kann auf der Innenseite behufs Erzielung der gewünschten Abmessungen bearbeitet werden.
Die geschilderten Arbeitsvorgänge können auch umgekehrt werden, indem der Ring zunächst in den in Fig. 14 veranschaulichten Behälter eingesetzt und nach erfolgter Zentrierung zunächst innen abgedreht wird, worauf die Einspannung des Ringes in die in Fig. 15 veranschaulichte Vorrichtung und das Abdrehen des Ringes an der Aussenseite erfolgt.
Wenn mehrere Ringe von gleichem Durchmesser und gleicher Krümmung in den Behälter eingeführt werden, können dieselben sowohl an ihrer Aussenseite als auch an ihrer Innenseite gleichzeitig bearbeitet werden.
Gegebenenfalls kann das Werkstück vor oder nach dem Aufschneiden desselben einer Vorbearbeitung unterzogen werden. In letzterem Falle jedoch muss die Bearbeitung des Ringes in jenem Zustande erfolgen, welchen er nach erfolgtem Zusammenfügen der Spaltränder besitzt. Es kann auch eine wiederholte Bearbeitung des ringförmigen Werkstückes vorgenommen werden, wobei jede Bearbeitung des Ringes in jenem Zustande erfolgen muss, welchen er nach dem Aneinanderfügen der Spaltränder besitzt.
In Fig. 5 ist eine einfache Klemmvorrichtung dargestellt, welche aus einem Klemmbügel 24 besteht, der die Spaltränder des Ringes in der Schliesslage aneinanderdrüekt ohne auf die Form, welche der Ring unbeeinflusst durch äussere Kräfte annimmt, einzuwirken.. Um die Spaltränder zu schliessen, wird auf die denselben benachbarte Stellen des Ringes ein tangentialer Druck ausgeübt, u. zw. so lange, bis der Klemmbügel 24 oder eine andere geeignete Vorrichtung am Ringe befestigt ist. Nach dem Einbringen des Ringes in den in Fig. 14 dargestellten Behälter wird die Klemmvorrichtung 24 entfernt, nachdem vorher der Ring durch die Blöcke 11 in seiner Lage fixiert und zentriert worden ist.
Sodann kann die Bearbeitung des Ringes unter Verwendung der in Fig. 15,16 und 17 dargestellten Einspannvorrichtung erfolgen.
Das beschriebene Verfahren kann unabhängig von der Form der Spaltränder zur Anwendung gelangen. Auch ist dasselbe nicht auf die Verwendung der beschriebenen Klemm-und Einspannvorrichtungen beschränkt, sondern kann unter Verwendung irgendwelcher anderer geeigneter Vorrichtungen, welche den gekennzeichneten Verfahrensbedingungen entsprechen, zur Anwendung gelangen.
Die einzelnen Verfahrensstufen sind in den Zeichnungen ersichtlich gemacht. In den Fig. Ï und G. zeigen die strichpunktierten Linien die Form des ringförmigen Werkstückes vor dem Zusammenschliessen der Spaltränder, während die vollgezogenen Linien die Form nach dem Schliessen des Spaltes zeigen.
Die strichpunktierten Linien in den Fig. 7 und 8 deuten die äussere Form des Werkstückes nach der Bearbeitung auf der Aussenseite an, während die strichpunktierten Linien in den Fig. 9 und 10 die Form des Ringes nach der Bearbeitung auf der Innenseite andeuten. In den Fig. 11 und 12 ist schliesslich der fertiggestellte Kolbenring veranschaulicht.