DE19803898B4

DE19803898B4 - Verbindungsanordnung zwischen Fügeflächen von zwei Teilen zur formschlüssigen Übertragung von Schubkräften

Info

Publication number: DE19803898B4
Application number: DE1998103898
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. habil. Hoffmann
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: DE19803898A1

Abstract

Verbindungsanordnung zwischen planen Fügeflächen zweier Teile zur formschlüssigen Übertragung von Schubkräften, welche die Haftreibung bei Verspannung der Teile an den Fügeflächen übersteigen, und zwar mit folgender Ausführung:
– in den planen Fügeflächen sind im gefügten Zustand sich zu einer zylindrischen Aufnahme ergänzende vorzugsweise halbkreisförmige Mulden eingearbeitet, wobei die Achse dieser Aufnahme quer zur Hauptschubrichtung verläuft,
– in der zylindrischen Aufnahme ist ein Rundkeil eingelegt, der einen solchen geringfügig größeren Durchmesser als die zylindrische Aufnahme aufweist, daß bei auf Formschluß verspannten Fügeflächen eines oder beide der verbundenen Teile und/oder der Rundkeil die notwendige Verformung zulassen, bzw. zuläßt.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rundkeil (3) beidseitig Abflachungen (7) aufweist, die im gefügten Zustand im wesentlichen parallel zu den Fügeflächen (1; 2) verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zwischen planen Fügeflächen von zwei Teilen zur formschlüssigen Übertragung von Schubkräften, welche die Haftreibung, die durch das Verspannen der Teile an den Fügeflächen auftreten, übersteigen.

Allgemein vorbekannt sind gattungsgemäße Verbindungsanordnungen zum Übertragen von Schubkräften bei zwischen zwei, z.B. durch Preßpassung zwischen Zylinder und Bohrung verbundenen Teilen. In deren zylindrischen Fügeflächen sind im gefügten Zustand sich zu einer zylindrischen Aufnahme ergänzende, vorzugsweise halbkreisförmige Mulden eingearbeitet, dabei verläuft die Achse dieser Aufnahme quer zur Hauptschubrichtung. Ein Rundkeil mit geringfügig größerem Durchmesser als die zylindrische Aufnahme wird in diese durch Einpressen eingelagert, siehe Dubbel: Taschenbuch für Maschinenbau, Springer – Verlag Berlin, Göttingen, Heidelberg 1953; Bd. 1, S. 595/Bild 22.

Vorbekannt ist es, durch die Schrift DE-PS 830 443 bei Kurbelwellenlagern von Verbrennungsmotoren mit V-förmig angeordneten Zylinderbänken die Schubbelastung der Hauptlagerdeckel in der Fügeebene am Zylinderblock formschlüssig abzufangen. Hierzu sind quer zur Schubebene jeweils hälftig in komplementäre Aussparungen im Zylinderblock und im Lagerdeckel eingreifende zylindrische Keile angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde gattungsgemäße Verbindungsanordnungen so zu gestalten, daß Verformungen der Fügeflächen der aneinanderliegenden Teile vermieden werden und ihre formschlüssige Arretierung in der Ebene der Fügefläche sicher gewährleistet ist.

Demgemäß muß oder müssen eines oder beide der verbundenen Teile und/oder der Rundkeil solche Verformungen zulassen, die die angrenzenden runden oder planen Fügeflächen nicht beeinflussen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels der Verbindungsanordnungsgemäß der im Hauptanspruch genannten Ausführung gelöst.

Der Rundkeil weist beidseitig vorzugsweise einfach zu fertigende parallele Abflachungen auf, die im gefügten Zustand parallel zu den Fügeflächen verlaufen. Die aus der Verspannung resultierenden Kräfte zwischen Rundkeil und zylindrischer Aufnahme führen zu einer zentrierenden Einlagerung des Rundkeils ohne Grundpressung.

Die Merkmale der Unteransprüche werden im Rahmen der Beschreibung zusammen mit ihren vorteilhaften Wirkungen erläutert.

Anhand der Zeichnungen werden nachfolgend zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung beschrieben.
Es zeigt:
1 den prinzipiellen Aufbau einer Verbindungsanordnung zwischen planen Fügeflächen von zwei Teilen zur formschlüssigen Übertragung von Schubkräften und weiterhin die Verschraubung für eine indirekte Verbindung der zu fügenden Teile nach dem Stand der Technik,
2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung,
3 eine weitere erfindungsgemäße Gestaltung des Querschnittes eines Rundkeiles,
Dargestellt ist in 1 eine schematisierte perspektivische Ansicht mit Fügeflächen 1; 2 einer vorbekannten Verbindungsanordnung im Zustand vor der Montage.
Quer zur Wirkrichtung von Schubkräften P ist für einen zentrierend eingreifenden Rundkeil 3 jeweils in den Fügeflächen 1; 2; eine komplementäre Halbkontur 4 bzw. 5 eingearbeitet.
Zum Gewährleisten der Zentrierung des Rundkeils 3 ist der Durchmesser D4–5 der komplementären Halbkonturen 4 bzw. 5 geringfügig kleiner als der Durchmesser D3 der Längsführung 3.
Der Rundkeil 3 kann mittels einer oder mehrerer Schrauben, die am Grund der komplementären Halbkonturen einer oder beider Fügeflächen 1; 2 in eine Gewindebohrung eingeschraubt wird bzw. werden, in einer oder beiden Montageflächen gehalten sein.
In 2 ist ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung gezeigt. Der Rundkeil 3 weist beidseitig parallele Abflachungen 7 auf, die im gefügten Zustand im wesentlichen parallel zu den Fügeflächen 1; 2 verlaufen. Die bei der Verspannung auftretenden resultierenden Kräfte zwischen Rundkeil 3 und zylindrischen Halbkonturen 4; 5 führen zu einer zentrierenden Einlagerung des Rundkeils 3 ohne Grundpressung. Dies optimiert die formschlüssige Arretierung der Fügeflächen 1; 2.
Die zu verbindenden Teile können zu ihrer indirekten Kopplung durch eine oder mehrere durch Bohrungen 6 in dem Rundkeil 3 hindurchreichende Schrauben 10 mit diesem verbunden sein. Die Druckflächen der Schrauben 10 finden eine plane Auflage zum Beispiel an den beidseitig parallelen Abflachungen 7.
Der Rundkeil 3 weist weiterhin im Bereich der Fügeebene Aussparungen 8 auf. Diese Aussparungen 8 vermeiden Verformungen der Fügeflächen an beiden Teilen und gewährleisten deren vollflächige Anlage. Vorteilhaft ist es, wenn die parallelen Abflachungen 7 und die Aussparungen 8 ein- oder beidseitig in einem geringen Abstand von der Stirnfläche des Rundkeiles 3 enden. Bei solcher Ausführung bleiben an den Enden der Rundkeile 3 schmale geschlossene vollzylindrische Querschnitte bestehen (nicht dargestellt). Sie weisen geringes Übermaß gegenüber der aus den Halbkonturen 4; 5 gebildeten Aufnahme für den Rundkeil 3 auf. Beim Verspannen der Fügeflächen 1; 2 schließen die vollzylindrischen Querschnitte die aus den Halbkonturen 4; 5 gebildete Aufnahme für den Rundkeil 3 formschlüssig und damit öldicht ab, wobei die vollzylindrischen Querschnitte und/oder die Randbereiche der Aufnahme geringfügig (teilweise plastisch oder rein elastisch) verformt werden.
Diese Ausführung erlaubt, daß der Rundkeil 3 überwiegend die Verformung im verspannt gefügten Zustand aufnimmt. Die funktionellen Details, die Abflachungen 7 und die Aussparungen 8, sind in 2 und 3 zu erkennen.
Vorteilhaft können die Berührungsflächen 12 am Rundkeil 3 oder den Halbkonturen 4; 5 mit einem zähen, verdrängungsfähigen Überzug 13 versehen sein. Im verspannten Zustand der Teile bildet der Überzug 13 an den Berührungsflächen 12 von Rundkeil 3 und Halbkonturen 4; 5 eine die angrenzenden Spaltkonturen füllende Dichtung, die ggf. durch Wärme- oder Zeiteinfluß aushärtet, siehe 3 rechte Hälfte.

Claims

Verbindungsanordnung zwischen planen Fügeflächen zweier Teile zur formschlüssigen Übertragung von Schubkräften, welche die Haftreibung bei Verspannung der Teile an den Fügeflächen übersteigen, und zwar mit folgender Ausführung: – in den planen Fügeflächen sind im gefügten Zustand sich zu einer zylindrischen Aufnahme ergänzende vorzugsweise halbkreisförmige Mulden eingearbeitet, wobei die Achse dieser Aufnahme quer zur Hauptschubrichtung verläuft, – in der zylindrischen Aufnahme ist ein Rundkeil eingelegt, der einen solchen geringfügig größeren Durchmesser als die zylindrische Aufnahme aufweist, daß bei auf Formschluß verspannten Fügeflächen eines oder beide der verbundenen Teile und/oder der Rundkeil die notwendige Verformung zulassen, bzw. zuläßt. dadurch gekennzeichnet, daß der Rundkeil (3) beidseitig Abflachungen (7) aufweist, die im gefügten Zustand im wesentlichen parallel zu den Fügeflächen (1; 2) verlaufen.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Rundkeil (3) im Bereich der Fügeebene Aussparungen (8) aufweist.
Verbindungsanordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundkeil (3) als Hohlprofil, vorzugsweise Rohr, ausgebildet ist und überwiegend die Verformung in den komplementären Halbkonturen (4; 5) im verspannt gefügten Zustand der Teile übernimmt.
Verbindungsanordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Teile jeweils durch eine oder mehrere durch Bohrungen in dem Rundkeil (3) hindurchreichende Schrauben (10) mit dem Rundkeil verbunden sind.
Verbindungsanordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Abflachungen (7) und die Aussparungen (8) ein- oder beidseitig in einem geringen Abstand von der Stirnfläche des Rundkeiles (3) enden.
Verbindungsanordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (12) am Rundkeil (3) oder den Halbkonturen (4; 5) mit einem zähen, verdrängungs- sowie verformungsfähigen und wahlweise aushärtbaren Überzug (13) versehen sind.