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Verfahren zum Verbinden von zwei aus Metall od. ähnl. elastischem Material bestehenden Teilen durch Aufschrumpfen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von zwei aus Metall oder ähnlich elasti- schem Material bestehenden Teilen durch Aufschrumpfen, wobei ein Innenteil eine Aussenabmessung auf- weist, die grösser ist als die Innenabmessung des Aussenteiles, der den Innenteil umfassen soll, wobei fer- ner die Abmessung mindestens eines dieser Teile in Richtung entgegen der Schrumpfrichtung verändert wird, die beiden Teile ineinandergefügt und sodann die die Veränderung der Abmessung bewirkenden
Kräfte beseitigt werden.
Die Herstellung solcher Aufschrumpfverbindungen ist allgemein bekannt. Im Sinne dieser bekannten
Methoden sind mit Metallen beispielsweise Kunststoffe, wie etwa Poly- und Superpolyamide infolge ihrer
Elastizität und Starrheit vergleichbar. Anwendungsgebiete dieser Methoden findet man auf verschiedenen
Gebieten, beispielsweise im Schiffbau etwa zum Aufbringen einer Schutzhülle auf und um eine Schiffsschraubenwelle.
Es ist bekannt, bei solchen Verfahren den äusseren Teil im Sinne einer Vergrösserung des Durchmessers jener seiner Oberflächen zu verformen, die an der Oberfläche des ändern Teiles anliegen soll, indem die Teile erhitzt werden. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass neben der Vergrö- sserung des Durchmessers Wärmebeanspruchungen auftreten, die dem erhitzten Teil sehr schädlich sein können. Insbesondere ist die Anwendung von Hitze für solche Metalle nachteilig, die eine Brüchigkeitszone bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen aufweisen.
Ein weiteres allgemein bekanntes Verfahren zum Verbinden von Teilen durch Aufschrumpfen basiert darauf, einen Pressvorgang durchzuführen. Dabei werden die zu verbindenden Teile durch einen sehr hohen Druck ineinander eingeschoben. Das bewirkt jedoch eine Beschädigung der Oberfläche. Oft zeigen solche Teile dann eine Diffusion des Metalles des einen Teiles in den andern Teil und die Verbindung kann nicht mehr gelöst werden, ohne die Teile ernsthaft zu beschädigen.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, eine Schrumpfverbindung dadurch herzustellen, dass zuerst Zug-. und Druckspannungen erregt und durch mechanische Bearbeitung des Werkstücks freigesetzt werden, wobei dann eine Form- oder Abmessungsänderung eintritt. Meistens werden die Spannungen durch Erwärmen und darauffolgendes Abschrecken erzeugt. Daran soll sich eine Bearbeitung, etwa eine erheblich spanabhebende Bearbeitung, anschliessen, um die Form- oder Abmessungsänderung herbeizuführen. Derartige Schrumpfverbindungen sind selbstverständlich nur bei bestimmten Werkstoffen in sehr beschränktem Masse möglich. Die immer erforderliche erhebliche mechanische Bearbeitung, z. B. Spanabhebung, ist natürlich ein sehr schwerwiegender Einwand gegen diese bekannten Verfahren.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass alle diese Nachteile vermieden werden. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäss so vorgegangen, dass die Abmessung mindestens eines der Teile verändert wird, indem auf ihn Zug- bzw. Druckkräfte in Richtung seiner Achse und senkrecht zu der zu ändernden Abmessung zur Wirkung gebracht werden. Zweckmässig ist es, wenn die Kräfte auf beide Teile zur Wirkung gebracht werden, u. zw. Zugkräfte auf den inneren Teil und Druckkräfte auf den äusseren Teil.
Im Sinne eines Merkmals der Erfindung kann beispielsweise der Aussenteil durch Zugelemente zusammengepresst werden, die sich an seiner Aussenseite ungefähr parallel zu seiner Achse erstrecken und die zwei Flanschen gegeneinanderziehen, die als getrennte Teile abnehmbar auf den axialen Enden des Aussenteiles sitzen.
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Durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung wird eine Beschädigung der Oberflächen, die an der Verbindung der Teile teilhaben, vermieden. Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Vorteil, zu einer Verbindung zu führen, welche lösbar ist, z. B. zum Zwecke einer zeitweiligen Überprüfung. Eine solche Überprüfung ist in verschiedenen Fällen sehr wünschenswert, z. B. bei Umkleidungen von Schraubenwellen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Anwendung von Druck-oder Zugkräften zur Erzielung einer Durchmesserveränderung zum Verbinden oder Lösen von Teilen für Gummi als solches bekannt ist. Dieses Prinzip wird z. B. angewendet, wenn ein Gummischlauch auf einen Nippel aufgebracht wird. Ein Vergleich solcher Massnahmen mit dem vorliegenden Verfahren, welches insbesondere für Metallteile gedacht ist, ist deshalb nicht möglich, weil vorliegendenfalls grosse Kräite notwendig sind, um eine geringe Verän- derung des Durchmessers in einer Richtung senkrecht zu solchen Kräften zu erhalten.
Es hat sich überraschenderweise bei Versuchen gezeigt, dass es möglich ist, bei Anwendung der Erfindung Aufschrumpfverbindungen zu erhalten, die selbst unter hohen Belastungen im Betrieb bei Metallteilen beträchtlicher Abmessungen nicht lose werden, z. B. Hülsen oder Umhüllungen mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Länge von 8 Metern.
Zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung können alle geeigneten Vorrichtungen verwendet werden. Zum Aufbringen einer Hülse auf einer Welle kann man zwei Flansche benützen, von denen jeder
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stangen die Flanschen verbinden und sich parallel zur Achse der Hülse erstrecken. Durch Spannmutter, die auf den mit Gewinde versehenen Enden der genannten Stangen sitzen, werden die Flanschen gegeneinander gezogen, so dass die Hülse unter Axialdruck gebracht wird und ihr Innendurchmesser dadurch vergrössert wird. Danach wird die Welle in die Hülse eingeschoben und die Muttern werden gelöst, wodurch die Kompressionskräfte, die auf die Hülse wirkten, abgebaut werden, wodurch sich die Hülse auf die Welle fest aufschrumpft. Die Stangen und Flanschen werden danach abgenommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verbinden von zwei aus Metall oder ähnlich elastischem Material bestehenden Teilen durch Aufschrumpfen, wobei ein Innenteil eine Aussenabmessung aufweist, die grösser ist als die Innenabmessung des Aussenteiles, der den Innenteil umfassen soll, wobei ferner die Abmessung mindestens eines dieser Teile in Richtung entgegen der Schrumpfrichtung veränder t wird, die beiden Teile ineinandergefügt und sodann die die Veränderung der Abmessung bewirkenden Kräfte beseitigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung mindestens eines der Teile verändert wird, indem auf ihn Zug- bzw. Druckkräfte in Richtung seiner Achse und senkrecht zu der zu ändernden Abmessung zur Wirkung gebracht werden.