DE1120218B

DE1120218B - Schrumpfverbindung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE1120218B
Application number: DES50917A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Pfeiffer
Original assignee: Rheinstahl Siegener Eisenbahnbedarf GmbH
Current assignee: Rheinstahl Siegener Eisenbahnbedarf GmbH
Priority date: 1956-10-18
Filing date: 1956-10-18
Publication date: 1961-12-21

Description

Schrumpfverbindung und Verfahren zur Herstellung derselben Die Erfindung betrifft eine Schrumpfverbindung und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Bei den bekannten Schrumpfverbindungen müssen stets beide Teile, nämlich der innere kalte, im nachfolgenden Bolzen genannt, und das erhitzte, übergestreifte Auge genau bearbeitet sein, da ein überstreifen sonst infolge der Unregelmäßigkeiten des rohen Materials nicht möglich wäre, zumal die Aufweitung des Auges durch die Erwärmung nur verhältnismäßig geringfügig ist. Die miteinander durch Schrumpfung zu verbindenden Teile müssen genau in ihre gewünschte gegenseitige Stellung gebracht werden und in dieser Stellung gehalten werden, bis sie erkalten bzw. nündestens so weit erkalten, daß die Verbindung hält.
Es ist bereits bekannt, eine Schrumpfverbindung leicht lösbar dadurch auszuführen, daß die miteinander zu verbindenden Teile mittelbar über eine axial verspannbare Säule geschlossener oder geschlitzter hintereinander oder parallel geschalteter Ringfedem in Reibungsschluß stehen, wobei die Größe der Schrumpfspannung und damit die Größe der Haftreibung vermittels der Durchmesserdehnung der Außen- oder Innenfederringe vor dem Aufbringen des aufzuschrumpfenden Teiles einstellbar ist. Hierbei wird so vorgegangen, daß vor dem Aufschrumpfen alle Teile zusammengebaut werden und die Säule der Ringfedern axial gespannt wird, bis diese an dem aufzuschrumpfenden Teil zur Anlage kommen, sodann wird die axiale Spannung vermindert, bis der aufzuschrumpfende Teil abgezogen werden kann, worauf die axiale Spannung erhöht wird, so daß die Außenringe der Spannelemente um das Schrumpfmaß größer werden als der Innendurchmesser des aufzuschrumpfenden Teiles, worauf dieser erwärmte Teil aufgeschoben und aufgeschrumpft wird. Der Vorteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß die Schrumpfverbindung leicht lösbar ist. Der Nachteil ist darin zu suchen, daß die Verbindung aufwendig ist. Weiterhin wirkt sich die Reibung derart aus, daß der erste Ringsatz die höchste Radialpressung an den Begrenzungsflächen erzeugt und jeder folgende Ring,--, satz eine wesentlich geringere Radialpressung erzeugt. Der Haftsitz der Verbindung ist unverändert den üblichen einfachen Schrumpfverbindungen gegenüber, die Verbindung erfordert nach wie vor genaue Bearbeitung der Ringe und des Auges sowie genaue Arretierung von Bolzen und Auge in ihrer Relativstellung, bis die Schrumpfverbindung erkaltet ist.
Es ist auch bereits ein Verfahren zum Herstellen und Lösen von Schrumpf- und anderen Preßverbindungen bekanntgeworden, wobei zwischen die Preßflächen der Verbindungsteile ein fluidales Mittel mit so hohem Druck eingepreßt wurde, daß die metallische Berührung dieser Flächen mindestens zum größten Teil. aufgehoben wurde, so daß die gegenseitige Verschiebung der diese Flächen aufweisenden Teile erleichtert wurde. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise benutzt worden, um ein Rollenlager mit Hilfe einer geschlitzten, außen kegeligen Hülse auf einer Welle zu befestigen. Voraussetzung war hier immer eine einwandfreie Bearbeitung aller Teile, um eine solche Dichtigkeit zu erzielen, daß überhaupt ein öldruck aufgebracht werden konnte.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Schrumpfverbindungen und erzielt auf einfachste Weise einen Haftsitz, wie er bisher nicht erreicht werden konnte, dadurch, daß als Zwischeneleinent eine zwischen das warme Auge -und den kalten Bolzen eingepreßte, geschlitzte Buchse mit zur Bolzenachse parallelen Innen- und Außenwänden angeordnet ist.
Auge und Bolzen können dabei unbearbeitet sein, da ihre Meßdifferenzen. sogroß gewählt werden können, daß sie ohne Weiteres übereinandergestreift werden können und der Zwischenraum sodann durch die Buchse ausgefüllt wird. Die Wandstärke der Buchse ist so gewählt, daß sie mindestens geringfügig größer ist als die Differenz der Radien des warmen Auges und des kalten Bolzens. Bei einer Verbindung eines Bolzens von 30 mm Durchmesser kann beispielsweise der Durchmesser des Auges mit 35 mm gewählt werden und die Stärke der Wand dei Buchse mit 3 mm.
Der Schlitz in der Buchse soll mindestens so groß sein, daß er nach abgeschlossenem Erkalten des Auges noch vorhanden ist, so daß der Schrumpf voll über die Buchse auf den Bolzen übertragen wird. Die Buchse kann an ihren Enden so ausgebildet sein, daß sie ein sauberes Einführen in den Zwischenraum zwischen Auge und Bolzen erleichtert. Sie kann dabei an den Enden halbkreisförmig oder konisch oder in entsprechender Weise abgefaßt sein. Die Buchse kann bei entsprechender Ausführung des Auges und des Bolzens in Form und Querschnitt von der Zylinderforin abweichen.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schrumpfverbindung besteht darin, daß zwischen das rotwarme Auge und den kalten Bolzen eine kalte geschlitzte Buchse gepreßt wird.
Beim Einpressen der Buchse paßt sich dieselbe dem rohen Bolzen gut an und wird gleichfalls von außen von dem rotwarmen Auge satt umschlossen. Die Maßdifferenz wird als Aufweitung des warmen Auges auftreten, und alle Forraunterschiede bzw. Ungenauigkeiten der Formgebung werden ausgeglichen.
Ist die Buchse eingepreßt, so ist sofort ein hinreichender Halt der Schrumpfverbindung vorhanden, und das Werkstück kann weitergeleitet werden. Ein Abwarten des Abkühlens ist nicht mehr notwendig, was insbesondere bei Bandverfahren zu erheblichen Einsparungen führt.
Ein weiterer Vorteil der Verbindung gemäß der Erfindung besteht noch darin, daß sie im Gegensatz zu normalen Schrumpfverbindungen sehr leicht wieder gelöst werden kann. Es wird nach Erwärmung lediglich das Auge von der Buchse gedrückt, die dann frei auf dem Bolzen beweglich ist.
Durch die eingepreßte Buchse, die alle Maßdifferenzen und Unebenheiten durch Verformen des Auges ausgleicht, wird der Schrumpf voll übertragen, was zu einem erheblich besseren Haftsitz führt als bei den bisherigen Schrumpfverbindungen, bei denen ein Teil des Schrumpfes dazu diente, das Spiel auszugleichen, das notwendigerweise für das überstreifen des Auges belassen werden mußte.
Schließlich braucht bei Herstellung der Verbindung gemäß der Erfliidung die Glühtemperatur des Gutes nicht so genau eingehalten zu werden wie beim normalen Aufschrumpfen, da durch das Einpressen der Buchse ein ausreichender Ausgleich stattfindet.
Die Verbindung hat sich bei der Vereinigung von aufzuschrumpfenden Elementen aller Art bewährt, u. a. insbesondere bei der Befestigung des Auges in Bremsdreiecken.
Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Bolzen bezeichnet, der mit einem rotwarmen Auge 2 verbunden werden soll. Zu diesem Zweck ist über den kalten Bolzen 1 eine Buchse 3 gestreA die einen Schlitz 4 aufweist. Zwischen Bolzen 1 und Auge 2 ist ein ringförmiger Zwischenraum 5 vorgesehen, der durch die Buchse 3 ausgefüllt werden soll. Die Wandstärke der Buchse 3 ist mindestens geringfügig größer als der Zwischenraum 5. Die Buchse 3 wird über den Bolzen 1 gestreift, und während das Auge 2 in seiner richtigen Relativstellung zum Bolzen 1 auf das Gegenlager 6 aufgelegt wird, wird beispielsweise mit Hilfe eines Stempels 7 die Buchse 3 in den Zwischenraum 5 gepreßt. Dabei wird das Auge 2 etwas aufgeweitet werden, und Buchse und Auge werden sich genau der Form des Bolzens 1 anpassen. Bei der Wahl der Wandstärke der Buchse 3 ist darauf zu achten, daß diese Wandstärke mindestens etwas größer ist als der Zwischenraum 5, jedoch im Verhältnis zur Wandstärke des warmen Auges nicht so groß, daß die Verformung des Auges gefährliche Werte annimmt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schrumpfverbmdung mit einem zwischen Auge und Bolzen angeordneten Zwischenelement, dadurch gekennzeichne4 daß alsZwischenelement eine zwischen das warme Auge (2) und den kalten Bolzen (1) eingepreßte geschlitzte Buchse (3), mit zur Bolzenachse parallelen Innen- -und Außenwänden, angeordnet ist.
2. Schrumpfverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Auge (2) und Bolzen (1) unbearbeitet sind. 3. Schrumpfverbindung nachAnspruchl und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (4) der Buchse (3) mindestens so groß ist, daß er nach abgeschlossenem Erkalten des Auges (2) noch besteht. 4. Schrumpfverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse an ihren Endkanten zur Erleichterung des Einführens in den Zwischenraum (5) zwischen Auge (2) und Bolzen (1) abgerundet oder abgefaßt ist. 5. Schrampfverbindung nach Ansprach 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Buchse (3) vor dem Einpressen mindestens geringfÜgig größer ist als die Differenz der Radien des warmen Auges (2) und des kalten Bolzens (1). 6. Verfahren zur Herstellung der Schrumpfverbindung gemäß Ansprach 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das rotwarme Auge, (2) und den kalten Bolzen (1) eine geschlitzte Buchse (3) gepreßt wird. 7. Verfahren nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse in kaltem Zustand eingepreßt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 930 052; schweizerische Patentschrift Nr. 237 834; USA--Patentschrift Nr. 2 447 299.