DE1924661U - Element zum loesbaren verbinden von maschinenteilen. - Google Patents

Description

Be s c h r e i b u η g zum Gebrauchsmuster

der Firma United Shoe Machinery Corporation, Flemington, New Jersey, und Boston, Massachussetts, V.St.v.Amerika

betreffend/ ¹¹ Element zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen"

Priorität: 2. April I962 - V.St,v.Amerika

Die Neuerung bezieht sich allgemein auf ein ¥erbindüngs#lement, das es ermöglicht, Maschinenteile so lösbar zu verbinden, dass sie wieder auseinanderzunehmen sind, und insbesondere auf ausdehnbare Verbindungsbolzen, die verhältnismässig einfach und billig herzustellen sind und die dazu dienen, zwei oder mehrere Maschinenteile fest und haltbar jedoch lösbar miteinander zu verbinden. Die Neuerung vereinfacht die Konstruktion von hochbeanspruchten, hochtourigen LeichtmascMnenteilen.

Maschinenteile werden Usher mit Hilfe von Bolzen, die in Bohrungen dieser Maschinenteile eingeführt wurden, verbunden. Bei hochtourigen Arbeitsvorgängen müssen diese Bolzen und ihre Bohrungen geschliffen werden, um erwünschte Prazisionspassungen zu erhalten, Präzisionspassungen sind gewöhnlich als Pressitz, Keilsitz, Schiebesitz, Laufsitz, und besonders haltbare Passungen als Schrumpfsitz bezeichnet. Beim Schrumpfsitz wird der Aussenteil erhitzt und der Innenteil abgekühlt. Diese Art von Passungen stellt die sicherste Form von Verbindungsmitteln ohne Gewinde dar. Um bei der Herstellung solcher Passungen einen hohen Genauigkeitsgrad zu erhalten, werden gewöhnlich sorgfältig hergestellte MessVorrichtungen verwendet, so dass Maschinen von gleichbleibender Qualität gebaut werden können.

Beim Lösen der einzelnen Maschinenteile werden durch die hierfür notwendige grosse Kraftanwendung häufig Beschädigungen hervorgerufen. Ein Auseinandernehmen solcher Maschinenteile ist an solchen Stellen besonders schwierig, wo die Maschinen häufig benötigt werden und keine kostspieligen Maschinenwerkzeuge zur Verfügung stehen.

Es wurden bisher Versuche unternommen, Passungen für Maschinen herzustellen, die mindestens von gleicher Wirkung und Zuverlässigkeit sind und zu gleicher Zeit eine Leichtbauweise beibehalten,

die nur durch besondere Präzisionspassungen erreicht werden können. Jedoch bereitet das Auseinandernehmen weiterhin Schwierigkeiten nicht nur wegen der Gefahr, die Maschinenteile zu beschädigen, sondern auch in Bezug auf die Zuverlässigkeit in anderer Hinsicht.

Die Neuerung betrifft nun eine solche Ausbildung von Verbindungselementen, die lösbar und doch fest und sicher in Bohrungen der Maschinenteile befestigt werden können. Diese Verbindungen sind von einer Zuverlässigkeit und Einheitlichkeit, wie sie bisher nur durch besondere Passungen erreicht wurden, und haben ferner den Vorteil, dass beim Auseinandernehmen keine Gefahr einer Beschädigung besteht.

Das Hauptmerkmal der Neuerung kennzeichnet sich zu diesem Zweck durch einen Bolzen mit zylindrischer Aussenflache und eine Schraube mit einem konischen Kopf und einem Gewindeteil, der mit einer Gewindebohrung des Bolzens drehbar derart in Eingriff steht, dass der konische Kopf bei seiner Drehung gleichförmig die Seiten der Gewindebohrung gegen die Wandung der Bohrungen in den Maschinenteilen drückt.

Ein weiteres Merkmal der Neuerung kennzeichnet sich durch einen Schlitz im Bolzen, der sieh über die Gesamtlänge der zylindrischen Aussenfläche des Bolzens erstreckt.

Vorteilhaft ist die Neuerung weiterhin gekennzeichnet durch einen sich ändernden Eingriff der Gewindeteile des Bolzens und der Schraube miteinander mittels der Schraube während der Ausdehnung des Bolzens, so dass die zylindrische Aussenfläche des Bolzens gestützt wird.

Weitere Merkmale der Neuerung betreffen vorteilhafte Ausbildungen des neuen Elements.

Nachstehend wird die Neuerung für ein bevcorzugtes Ausführungsbeispiel anhand schematiseher Zeichnungen erläutert.

In den Zeichnungen ist

Fig.1 der Zeichnung ist eine perspektivische Ansicht eines dehnbaren Maschinenbolzens gemäss der Neuerung,

Fig.2 ein Querschnitt des in Fig.l dargestellten Bolzens als Verbindungselement für ein Drehgelenk,

Fig.3 eine Seitenansicht des Drehgelenks der Fig.2 mit Schlüsseln zum Anziehen und Lockern des Bolzens,

Fig.4 eine vergrösserte Seitenansicht des Bolzens während des Ausdehnens,

Pig.5 eine Seitenansicht des ausgedehnten Bolzens, Fig.6 eine Ansicht des Gelenkteiles, und Fig.7 eine Ansicht eines Halteteils, in dem der Bolzen befestigt wird.

Wie in Fig.l dargestellt, wird ein Bolzen 10 entweder gewalzt oder aus einem nahtlosen Rohrstück hergestellt und einer Wärmebehandlung unterworfen, um die Abnutzbarkeit zu verringern als auch elastische Ausdehnbarkeit in Richtung des Durchmessers zu ermöglichen. Ein Befestxgungsteil 12 (Fig.2 und 3) lab mit einer feingeschliffenen Bohrung versehen, deren Durchmesser um ein Hundertstel mm grosser ist als der des unausgedehnten Bolzens 10. Ein Halteteil 14, der in Form einer breiten Beilagscheibe ausgebildet ist, ist ebenfalls mit einer geschliffenen Bohrung versehen, deren Durchmesser um einige Hundertstel mm grosser ist als der Aussendurchmesser der Bolzen 10, so dass der Bolzen vor der Ausdehnung leicht in die Bohrung eingeführt werden kann. An dem Mittelteil des Bolzens zwischen dem Befestigungsteil 12 und dem Halteteil 14 ist der Gelenkteil 16 drehbar angebracht. Der Innendurchmesser des Gelenkteils ist mindestens von gleicher Grosse wie der der Bohrung des Befestigungs- und Halteteils. Wenn A z.B. den Durchmesser von Bohrungen in dem Befestigungs- und Halteteil bezeichnet, so ist der Durchmesser des Gelenkteils 16 (wie in Fig.6 gesehen) gleich dem Durchmesser A plus einem Abstand C, so dass dieser Teil sich

ungehindert an dem Bolzen 10 drehen kann. Der Abstand C wird in Bezug auf den Durchmesser der Bohrung des Befestigungsteils und nicht einfach in Bezug auf den Aussendurchmesser des Bolzens 10 bestimmt.

Die Oberfläche des Bolzens 10 istin ihrer gesamten Länge auf einen einheitlichen Durchmesser geschliffen. Der Innenteil des Bolzens ist mit einem Gewinde 18 (Fig.2) versehen, das sich in Achsenrichtung durch die Bolzen erstreckt. Zum Vereinfachen der Herstellung ist der Kolben in seiner; gesamten Länge mit einem einzigen Gewindegang versehen.

Ein Spalt 22 erstreckt sich über die Gesamtlänge des Bolzens, um eine Ausdehnung in Richtung des Durehmessers gegen die Wandungen der Bohrungen der Halte- und Befestigungsteile zu ermöglichen.

Eine Schraube 20, die einen konischen Kopf 21 trägt, wird an beiden Enden des Bolzens eingeführt. Der Teil des konischen Kopfes mit grösserem Durchmesser ragt aus dem Bolzen heraus zwecks einer leichteren Handhabung. Der Gewindeteil der Schraube schliesst sich an den Kopf 21 an. Der konische Kopf der Schraube tritt mit dem Bolzen "innerhalb der Bohrung in Eingriff. Die Schraube drückt gleibhmässig den Spalt 22 auseinander, wenn

die Schraube in die Bohrung eingeschraubt wird.

Der Bolzen 10 ist zu beiden Seiten mit einer konischen Aussparung 24 versehen, gegen die der konische Kopf der Schraube drückt. Vorzugsweise ist der Winkel, gebildet aus der Konusfläche des Schraubenkopfes (Fig. 4) und einer Achse 25, kleiner als der der Konusfläche der Aussparung 24 und der Achse 25* so dass ein Zwischenraum 26 zwischen dem Schraubenkopf und der Innenfläche des Bolzens entsteht (Pig.l). Der Winkelunterschied kann, wenn Präzisionsarbeit erforderlich ist, auf ungefähr 2° bis j5° herabgesetzt werden.

Eine weitere Erleichterung in der Herstellung ist durch eine kurze, zylindrische Bohrung 28 gegeben, die sich zwischen der konischen Aussparung 24 und dem Gewindeteil 18 befindet, und vermeidet, dass die Schraube genau bis zum Beginn des konischen Kopfes eingeschraubt werden muss.

Um ein gleichförmiges Ausdehnen des Bolzens, insbesondere bei längeren Bolzen, sicherzustellen, sind die beiden Enden der Bolzen gleichartig ausgebildet, um je eine von zwei Schrauben 20 aufzunehmen. Die Schrauben werden beim Ausdehnen des Bolzens in Gegenrichtungen gedreht, wobei vermieden wird, dass der Bolzen gehalten werden muss und dabei der Schliff der Bolzen beschädigt

wird. Das Drehen der Schrauben 20 wird durchSchlüssel 29 erleichtert. Während der Ausdehnung des Bolzens werden die Schlüssel gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung gedreht, wie durch die Pfeile T-T in Fig.j5 angedeutet, oder, um den Bolzen zu verkleinern, gleichzeitig in Richtung der Pfeile L-L gedreht. Somit heben sich die Kraftwirkungen der beiden Schlüssel gegenseitig auf.

Die konische Schraube mit getrenntem" Kopf-undGewindeteil dehnt den Bolzen nieht nur gleichförmiger über seine ganze Länge aus, sondern der Bolzen wird auch gegen jeglichenAussendruck, der ein Zerbrechen oder Beschädigen hervorrufen würde, , geschützt. Ferner, da die Schraube einer Dehnwirkung unterworden ist, steht der Bolzen in Iiängsrichtung unter Druckwirkung und bietet somit jeglicher Kraft, die eine Verformung hervorrufen würde, gemäss bekannten technischen Grundsätzen,, Widerstand. Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass der Bolzen in seiner Gesamtlänge von den zwei Schraubenkörpern gestützt wird, wenn deren Enden nahe zusammengebracht werden. Der Bolzen ist somit in seiner ausgedehnten Lage nur einer geringen Verformung unterworfen und es ist eine grösstmögliche Stabilität mit der in dem Bolzen verwendeten Metallmenge erzielt worden. ₌

Wie aus Pig,4 und 5 ersichtlich, tritt der Gewindeteil der Schraube beim Einführen der Schraube in den Bolzen 10 mit dem Gewindeteil des Bolzens voll in Eingriff, so dass beide Seitenflächen jedes Gewindeganges miteinander in Eingriff treten. Beim Weiterdrehen der Schraube ändert sich die Art des in Eingrlfftretens und nur eine Seitenfläche eines Gewindeganges kommt mit einer Seitenfläche des gegenüberliegenden Gewindeganges in Berührung (Pig.5)· Auf diese Weise wird ein spiralförmiger Zwischenraum JO (wie in Fig.5 gezeigt) ausgebildet. Beide Gewinde sind somit immer in Eingriff und geben dem ausgedehnten Bolzen über die Gesamtlänge der Schraube vollständige Unterstützung.

Wegen des Zwischenraumes 26 zwischen dem Schraubenkopf und der konischen Aussparung 24 wird die Schraube mit einem Teil kleineren Durchmessers des Kopfes innerhalb der Aussparung mit dem Bolzen in Eingriff gebracht (Fig.4 und 5), so dass der Drehkraft, die angewendet werden muss, um die Schraube einzudrehen, weniger Widerstand geleistet wird als es der Fall sein würde, wenn der Eingriff an dem Aussenende grösseren Durchmessers zwischen Schraube und Bolzen erfolgen wUrde. Dadurch wird auch das Herausdrehen der Schrauben erleichtert.

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Um das Herausdrehen der Schraube aus dem Bolzen weiter zu erleichtern, wird Starrschmier-Rostschutzmaterial angewendet, wie Polytetrafluoräthylen-Lack, bevor die Schraube eingeführt wird. Zu diesem Zweck werden die Oberflächen des Bolzens oder der Schraube mit Hilfe einer Bürste J2 bestrichen (Pig.2). Nach dem Einsetzen und Anziehen der Schraube wird der Polytetrafluoräthylen-Lack über den Zwischenraum 26 verteilt und höchstwahrscheinlich wird ein Überschuss des Lackes nach aussen gepresst, um eine Wulst 35 zu bilden, wie in Pig.4 und 5 dargestellt. Diese Wulst verhindert den Zutritt rostbildender Stoffe aufgrund der Eigenschaften des Poljtetrafluoräthylen-Lackes. Ferner wird eine Schmierwirkung erhalten, wenn die Schraube aus der Hülse herausgedreht wird.

Um den drehbaren Teil 16 zu schmieren, wird dieser mit einem Druckschmierkanal 56 versehen (Fig.2), der dazu beiträgt, die offenen Zwischenräume des Spaltes 22 der Hülse als auch andere Zwischenräume zwischen dem Bolzen und den Gewindeenden der Schrauben 20 anzufüllen.

Anstelle von Polytetrafluoräthylen-Lack wirkt sich ein Film von Molybdändisulfid zwischen der Schraube und der Innenfläche des Bolzens vorteilhaft aus. Ein solcher Film kann dadurch gebildet werden, dass das Molybdändisulfid durch Zugabe eines Benetzungsmittels wie Alkohol als Brei auf die betreffenden

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Teile aufgetragen wird oder dass eine Mischung, testehend aus pulverisiertem Disulfid und einem Harzmaterial, unter Wärmeeinfluss an die betreffenden Teile gebunden wird.

Während ein Schmieröl in den Kanal j$6 eingepresst wird, nachdem die Zwischenräume in dem Bolzen mit dem Lack angefüllt wurden und der Lack erstarrt ist, wird die Füllmenge für die Zwischenräume gem äs s. den Erfordernissen verändert; wenn der Bolzen als Teil einer drehbaren Verbindung benutzt wird, sollte die Oberfläche "des Bolzens nicht mit Lack oder anderen Stoffen, die der Beweglichkeit hinderlich sind, benetzt werden. Bei Verwendung von einem Molybdänsulfid-Film stösst man auf weniger Schwierigkeiten, da gewöhnlich von diesem Material weniger benützt wird als von einem Harz-Lack-Material.

Schutzansprüche;

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Claims (6)

P.A.388921*26.7.65 - 12 SCHOTZANSPRÜCHE:

1. Element zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen o.dgl., die Bohrungen besitzen, in denen das Verbindungselement sich ausdehnen kann, gekennzeichnet durch einen Bolzen (IQ) mit zylindrischer Aussenflache und eine Schraube (20) mit einem konischen Kopf (21) und einem Gewindeteil (30). , der mit einer Gewindebohrung (18) des Bolzens (10) drehbar derart in Singriff steht, dass der konische Kopf (21) bei seiner Drehung gleichförmig die Seiten der Gewindebohrung (18) gegen die Wandung der Bohrungen in den Maschinenteilen drückt.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schlitz (22) im Bolzen (10), der sich über die Gesamtlänge der zylindrischen Aussenflache ders Bblzens erstreckt.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen sich ändernden Eingriff der Gewindeteile des Bolzens (10) und der Schraube (20) miteinander mittels der Schraube (20) während der Ausdehnung des Bolzens (10), so dass die zylindrische Aussenfläche des Bolzens (10) gestützt wird.

4. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (10) an seinen Enden einen inneren Konus (24) aufweist, dessen Fläche einen grösseren Winkel in Bezug auf eine Achse (25) des Bolzens (lO) als die Fläche des konischen Kopfes (21) der Schraube (20) in Bezug auf die gleiche Achse (25) des Bolzens (10) bildet.

5. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kopf der Schraube (20) und dem Konus (24) des Bolzens (10) ein verfestigter, reibungsmlndernder Stoff (J4) vorgesehen ist, der den gebildeten Zwischenraum verschliesst und ein leichtes Herausdrehen der Schraube (20) ermöglicht.

6. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seiten des Bolzens Je eine Schraube (20) angebracht ist und die Gewindegänge dieser Schrauben (20) die gleiche Gewinderiehtung haben, so dass der Bolzen (10) bei einer Drehung der Schrauben (20) in entgegengesetzter Richtung ausgedreht wird.

Für United Shoe Machinery Corporation

DMNO. H. FtMCKa DIPl.-ING. H. BOHlJ DlPWHG. S. STAWER