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Schrumpfverbindung Die Erfindung bezieht sich auf eine in Umfangsrichtung
auf Festigkeit beanspruchte Schrumpfverbindung zwischen einer Bandage und einem
Radköiper.
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Die Erfindung geht von der Beobachtung aus, daß bei Schrumpfverbindungen
trotz ausreichender Schrumpfspannungen und Einhaltung aller für die Fertigung und
das Aufbringen des zu schrumpfenden Teils zu beachtenden Vorschriften nach längerer
Betriebszeit Öl in dem Spalt vorhanden ist.
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Nähere Untersuchungen haben nun ergeben, daß diese Erscheinung nicht
auf Fehlern bei der Herstellung der Schrumpfverbindung und nicht auf Konstruktionsfehlern
der miteinander zu verbindenden Teile beruht. Durch die unvermeidlichen kleinen
Herstellungsungenauigkeiten, durch Unrundheiten, durch leicht konische Ausführung,
durch Oberflächenungenauigkeiten oder durch unterschiedliche Elastizität ergibt
sich die Möglichkeit, daß Öl in den Spalt der Schrumpfverbindung eindringt.
Dadurch wird aber die Reibungsziffer zwischen den beiden durch Schrumpfen verbundenen
Teilen zumindest in wesentlichen Teilen der Schrumpffläche stark herabgesetzt, so
daß bei großen, insbesondere stoßartig einsetzenden Kräften ein allmähliches Rutschen
dieser Verbindung erfolgen kann.
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Es wurde nun herausgefunden, daß man diesem Übelstand der Lockerung
an sich einwandfreier Schrumpfverbindungen dadurch begegnen kann, daß man erfindungsgemäß
nahe an den Rändern verlaufende Dichtungsnuten vorsieht, die mit Dichtungsmasse
ausgefüllt sind. Dadurch wird das Eindringen von Flüssigkeit zwischen die Schrumpfflächen
verhindert, denn in bezug auf den Bandagenschrumpfsitz hat die Dichtigkeit Einfluß
auf die Festigkeit.
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Bei schla- oder stoßartig beanspruchten Bandagenschrumpfverbindungen
kommen trotz zunächst einwandfreien Sitzes Lockerungen vor. Infolge kleinster Fehler
und Ungenauigkeiten können zwischen den aufgeschrumpften Teilen Kapillarspalte entstehen,
durch die Flüssigkeit, insbesondere Öl, zwischen die Schrumpfflächen eindringen
kann. Bei wechselnder Beanspruchung wird die Flüssigkeit durch ein Atmen der aufeinandergeschrumpften
Maschinenteile sogar immer tiefer eingepreßt, so daß sie sich allmählich auf zumindest
große Teile der Schrumpfverbindung verteilt.
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Wenn auch bei normalen Beanspruchungen die Schrumpfverbindung durchaus
hält, so kann sie doch bei stoßartiger Beanspruchung nachgeben, wenn sich Öl zwischen
den aufgeschrumpften Flächen befindet. Die scheinbar bei derartigen Bandagen völlig
sinnlose Abdichtung bewahrt also auf die Dauer die Festigkeit der Schrumpfverbindung
selbst bei stoßartigen Beanspruchungen und gibt damit Gewähr dafür, daß die Schrumpfverbindung
ihre Aufgabe auch wirklich erfüllt.
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Es ist bei einer Rohrverbindung, insbesondere für Turbinenleitungen
bekannt, die Rohrenden an den Verhindungsstellen unmittelbar aufeinanderzuschrumpfen.
Durch derartige Leitungen werden Flüssigkeiten oder Gase hindurchgeleitet. Die Verbindungen
zwischen den einzelnen Rohrschüssen müssen demnach dicht sein, da andernfalls Flüssigkeit
oder Gas nach außen gelangt. Bei der bekannten Schrumpfverbindung kommt es daher
auf die Dichtigkeit der Leitung an. In besonderem Maße wird die eigentliche Dichtung
durch die Schrumpfung noch durch besondere Dichtungsringe erhöht. Wird also bei
einer solchen Schrumpfverbindung, bei der es von vornherein auf die Dichtigkeit
ankommt, noch ein weiteres Dichtungsmittel hinzugeführt, so ist das nur noch eine
Verstärkung des Bestrebens, eben die Dichtigkeit der Leitung herbeizuführen.
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Ganz anders verhält es sich bei Schrumpfverbindungen für Radsätze,
Zahnräder, Laufräder od. dgl. Hierbei ist der Gesichtspunkt bislang völlig fremd,
daß die Schrumpfverbindung dicht sein muß.
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Der Druck ist beiderseits der Schrumpfverbindung der gleiche. Es ist
dabei gleichgültig, ob die Bandage im Freien oder in einem Getriebe arbeitet. Sofern
die Schrumpfverbindung ganz oder teilweise von einer Flüssigkeit, wie z. B. Öl,
umgeben wird, ist das Öl zu beiden Seiten vorhanden und steht unter dem gleichen
Druck, so daß seine eine Dichtung zunächst völlig unsinnig erscheinen muß. Es bedurfte
erst der Erkenntnis, daß in bezug auf den Bandagenschrumpfsitz die Dichtigkeit Einfluß
auf die Festigkeit hat.
Die ferner bekannte Abdichtung eines Spaltes
zwischen zwei Maschinenteilen gegen einen einseitigen Druck eines fließfähigen Mediums
sieht vor, den Gasdurchtritt durch die Schrumpfverbindung durch eine mit Dichtmasse
gefüllte Ringnut in der Mitte der Schrumpfverbindung zu verhindern.
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Beim Gegenstand nach der Erfindung ist nicht die Gasdichtung das wesentliche,
sondern es soll das Eindringen von Flüssigkeit, insbesondere Öl, in den Schrumpfsitz
verhindert werden. Dazu ist aber eine Ringnut in der Mitte durchaus ungeeignet.
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Sie kann nämlich nicht verhindern, daß beispielsweise bei einem Zahnrad
im Getriebekasten das Öl von beiden Seiten her in die Schrumpfsitzflächen gelangt.
Unter den wechselnden und vielseitigen Belastungen kann es zu kleinsten Bewegungen
der Radnabe gegenüber ihrem Sitz kommen, und diese kleinsten Bewegungen wirken dann
wie ein Atmen; sie saugen und pumpen das Öl in die Flächen hinein.
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Wenn aber Öl von beiden Seiten in die Schrumpfsitzflächen eindringt
und bis zur Dichtung gelangt, so nutzt es nichts mehr, wenn das Öl diese Dichtung
nicht durchdringen kann. Dort, wo sich die Dichtungsmasse befindet, ist bei der
bekannten Abdichtung sowieso kein Schrumpfsitz vorhanden. Dort aber, wo ein Schrumpfsitz
vorhanden ist, kann die Dichtung das Eindringen des Mediums nicht verhindern.
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Beim Gegenstand nach der Erfindung wird aber das Eindringen von Öl
oder ähnlichen Flüssigkeiten in die Schrumpfsitzflächen in der Tat wirksam verhindert,
und zwar deswegen, weil längs der Ränder, d.h. dicht an den Rändern, Dichtungsnuten
vorgesehen sind. Auch bis zu diesen Dichtungsnuten kann das Öl vordringen. Es gelangt
dann aber nur in die äußersten Randzonen und nicht in die eigentlichen Schrumpfsitzflächen
und ist daher unschädlich.
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Die Erfindung bietet die Gewähr, daß eine ordnungsgemäß bemessene
und richtig gefertigte Schrumpfverbindung nicht durch das Eindringen von Öl oder
sonstigen Flüssigkeiten infolge Verminderung der Reibungsziffer zwischen den geschrumpften
Teilen zum Rutschen kommt.
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Darüber hinaus bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Schrumpfspannungen
von Anfang an herabzusetzen und sonst hoch beanspruchte Teile, wie etwa Zahnräder,
entsprechend auszubilden, da keinerlei Sicherungszuschlag mehr gegen allmähliches
Lockern vorgesehen zu werden braucht. Indirekt wirkt sich die Erfindung also auch
auf die Biegewechselfestigkeit der Zähne am Zahngrund aufgeschrumpfter Zahnradverbindungen
und ähnlicher Maschinenteile aus. _ Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Auf den Radkörper 1 ist der Zahnkranz 2 als Bandage
aufgeschrumpft. In der Schrumpffläche 3 sind Dichtungsrinnen 4 eingedreht,
die mit einem Silikonkautschuk 5 ausgefüllt sind. Der Kautschuk ist mit einem Blähmittel
versetzt, welches ihn sowohl gegen die Rinnenfläche als auch gegen die Bandage preßt
und in der Schrumpfwärme auch ein Aufvulkanisieren veranlaßt. Damit ist das Eindringen
von Öl oder sonstigen Flüssigkeiten in den Schrumpfspalt mit Sicherheit verhindert,
und es werden die bereits geschilderten Vorteile erhalten.