DE3720487C1 - Hydraulic expansion device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichzeitigen hydraulischen Aufweiten mehrerer Längsabschnitte einer Hohlwelle zur Herstellung kraftschlüssiger und/oder form schlüssiger Verbindungen zwischen dieser und darauf aufge schobenen Konstruktionselementen wie Nocken, Zahnrädern, Lagersitzen, in Form einer Druckmittelsonde mit zumindest einem längsverlaufenden Zuführungskanal und jeweils ra dialen Zuführungsbohrungen zu jedem aufzuweitenden Rohrab schnitt der Hohlwelle sowie mit Aufweit- und Dichtungsan ordnungen, die die Einwirkung des Druckmittels auf die aufzuweitenden Rohrabschnitte der Hohlwelle beschränken und die dazwischenliegenden Rohrabschnitte der Hohlwelle dagegen abdichten.The invention relates to a device for simultaneous hydraulic expansion of several longitudinal sections one Hollow shaft for the production of non-positive and / or form conclusive connections between this and on it pushed construction elements such as cams, gears, Bearing seats, in the form of a pressure medium probe with at least a longitudinal feed channel and each ra Dial feed holes for each pipe to be expanded cut the hollow shaft as well as widening and sealing regulations that affect the pressure medium on the Limit the pipe sections of the hollow shaft to be expanded and the intermediate pipe sections of the hollow shaft seal against it.
Eine Vorrichtung der genannten Art ist in der DE 35 30 600.9 dargestellt, die der Herstellung von Nockenwellen in einem einzigen Arbeitsgang dient. Auf Grund der auftre tenden Drücke und der Notwendigkeit der Aufnahme von Ringnuten für die Dichtungselemente der Aufweitanordnungen können übliche Rohre für den Sondenkörper nicht verwendet werden, so daß Spezialanfertigungen aus Stangenmaterial mit längsgerichteten Bohrungen erforderlich werden. Es hat sich erwiesen, daß Bohrungen in der gewünschten Länge in Stangenmaterial nicht oder zumindest nicht mit vertret barem Aufwand herzustellen sind. Hierbei ist zu berück sichtigen, daß für jeden Wellentyp eine spezielle Sonde in Hinsicht auf die Abstände der und die Durchmesser der Aufweit- und Dichtungsanordnungen erforderlich ist.A device of the type mentioned is in DE 35 30 600.9 shown that the manufacture of camshafts in serves a single operation. Because of the appearance pressure and the need to include Ring grooves for the sealing elements of the expanding arrangements cannot use standard tubes for the probe body be, so that special products from rod material with longitudinal holes are required. It has It has been found that holes of the desired length in Bar material not or at least not represented are effortless to produce. This has to be taken into account realize that a special probe in Terms of the spacing of the and the diameter of the Expanding and sealing arrangements is required.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sonden der eingangs genannten Art in kostengünstiger und leicht abwandelbarer Bauweise bereitzustellen.The present invention is based on the object Probes of the type mentioned in inexpensive and to provide an easily modifiable construction.
Die Lösung besteht darin, daß die Druckmittelsonde aus einzelnen Längsabschnitten zusammengesetzt ist, deren Anzahl zumindest der Anzahl der Aufweit- und Dichtungsan ordnungen entspricht und die jeweils einen Abschnitt des längsverlaufenden Zuführungskanal aufweisen. Hiermit ist die Möglichkeit gegeben, einzelne im wesentlichen gleich artige Sondenabschnitte mit Bohrungslängen bis ca. 200 mm ohne Probleme herzustellen und diese nach geeigneten Tech niken miteinander zu verbinden. Je nach Ausführung wird hierbei, abgesehen von den Anschluß- und Endstücken nur ein einziger Typ oder zwei einander ergänzende Arten von Längsabschnitten an einer Sonde erforderlich.The solution is that the pressure medium probe is composed of individual longitudinal sections, the Number at least the number of expansion and sealing applications regulations and each one section of the have longitudinal feed channel. Herewith is given the option of being essentially the same like probe sections with bore lengths up to approx. 200 mm to produce without problems and this according to suitable tech connect techniques. Depending on the version apart from the connection and end pieces only one single type or two complementary types of Longitudinal sections on a probe required.
Nach einer ersten bevorzugten Ausführung sind vollständige Dichtungsanordnungen mit paarweise einander zugeordneten Dichtungselementen jeweils einem einzigen Längsabschnitt zugeordnet, wobei zwischen den Dichtungselementen die radiale Zuführungsbohrung für das Druckmittel endet. Für die Variation der Sondenlängen bzw. der Abstände zwischen den Aufweitabschnitten können hierbei einfache Verlänge rungsabschnitte eingesetzt werden, die frei von Dich tungselementen und radialen Bohrungen sind. According to a first preferred embodiment are complete Sealing arrangements with pairs associated with each other Sealing elements each have a single longitudinal section assigned, the between the sealing elements radial supply bore for the pressure medium ends. For the variation of the probe lengths or the distances between The widening sections can have simple extensions sections that are free of you tion elements and radial bores.
Nach einer günstigen Abwandlung kann jeweils eine Verbin dungsstelle im Bereich zwischen zwei einander zugeordneten Dichtungselementen liegen, so daß die Möglichkeit besteht, über dem Umfang ungeteilte unelastische, sehr verschleiß feste Dichtungselemente vor dem Verbinden zweier Längsab schnitte aufzuschieben. Zur Sicherung des axialen Sitzes können dabei Umfangsnuten geringer Tiefe auf den Längsab schnitten vorgesehen sein.After a favorable modification, a verb can be used in the area between two assigned to each other Sealing elements lie, so that there is the possibility undivided over the circumference, very wear-resistant fixed sealing elements before connecting two longitudinal sections to postpone cuts. To secure the axial fit can circumferential grooves of shallow depth on the Längenab cuts should be provided.
Eine günstige Abwandlung ist darin zu sehen, daß Längsab schnitte mit zwei abgestuften Außendurchmessern so inein ander gesetzt werden, daß dazwischen eine breite Ringnut entsteht, die ein einzelnes nach außen geschlossenes Auf weit- und Dichtungselement aufnimmt, das einen gesamten Aufweitabschnitt überdeckt. Ein derartiges, im halben Längsschnitt nach außen U-förmig geschlossenes Dichtungs element kann von einem ebenfalls mit aufgeschobenen Stütz ring stabilisiert werden. Sonden mit Dichtungselementen dieser Art machen Entlastungsbohrungen im Sondenkörper verzichtbar.A favorable modification can be seen in the fact that longitudinal cuts with two graduated outer diameters be set that in between a wide ring groove arises, which is a single closed on the outside wide and sealing element that takes up an entire Expanded section covered. One in half Longitudinal section to the outside closed U-shaped seal element can also be attached by a post ring can be stabilized. Probes with sealing elements this type of relief bores in the probe body dispensable.
Die hierbei erforderlichen Längselemente können jeweils zwei Teile mit zueinander abgestuften Außendurchmessern in sich vereinen oder wechselweise größeren und kleineren Außendurchmesser aufweisen, wobei die Abschnitte kleineren Durchmessers in die benachbarten Abschnitte größeren Durch messers eingesteckt oder eingeschraubt werden.The longitudinal elements required here can each two parts with graduated outside diameters in unite or alternately larger and smaller Have outer diameter, with the sections smaller Diameter in the adjacent sections larger diameter knife inserted or screwed.
Nach einer weiteren Ausführung sind jeweils Längsab schnitte vorgesehen, die eine vollständige Aufweit- und Dichtungsanordnung aus insbesondere paarweise angeordneten Dichtungselementen aufnehmen, und die miteinander durch demgegenüber sehr viel dünnere Rohrabschnitte aus Hoch ruckrohr verbunden sind, die über eine Schraubverbindung und somit austauschbar und längenvariabel dazwischen ge setzt oder durch diese hindurchgesteckt sind.According to a further version are longitudinal cuts provided that a full expansion and Sealing arrangement made in particular arranged in pairs Take sealing elements, and the through with each other in contrast, much thinner pipe sections from high are connected by a screw connection and therefore interchangeable and variable in length between sets or are inserted through them.
Neben der Möglichkeit, die Einzelelemente der Längsab schnitte ineinanderzuschrauben oder mit geeigneten Ba jonettverschlüssen miteinander zu verbinden, besteht auch die Möglichkeit, benachbarte Längsabschnitte zur axialen Ausrichtung mit enger Passung ineinanderzustecken und außen insbesondere mittels Laser miteinander zu ver schweißen.In addition to the possibility of the individual elements of the longitudinal cuts into each other or with suitable ba There is also a connection between the jonet locks the possibility of adjacent longitudinal sections for axial Alignment with a tight fit and to ver with each other, especially by means of a laser welding.
Die zentrale Zuführungsbohrung für das Druckmittel wird vorzugsweise an den Verbindungsstellen mit einem einge legten Dichtring zur Vermeidung von Druckverlusten abge dichtet. Außermittige Entlastungsbohrungen sind vorzugs weise ebenfalls in axialer Ausrichtung aneinander anzu setzen oder, sofern dies beispielsweise bei einer Schraub verbindung nicht möglich ist, mittels in die aneinander stoßenden Stirnflächen eingelassener Ringnuten miteinander zu verbinden. Abdichtmaßnahmen sind hierbei nicht erfor derlich aufgrund des niedrigen Druckniveaus des Leck wassers.The central feed hole for the pressure medium is preferably at the junctions with a placed sealing ring to avoid pressure loss seals. Off-center relief holes are preferred as also to be axially aligned set or, if this is the case for example with a screw Connection is not possible by means of each other butting end faces of recessed ring grooves with each other connect to. Sealing measures are not required here due to the low pressure level of the leak water.
Allen Ausführungsformen gemeinsam ist die verringerte Länge der herzustellenden Bohrungen, die in den massiven Abschnitten zur Aufnahme der Aufweit- und Dichtungsanord nungen mit vertretbarem Aufwand gebohrt oder erodiert werden können und die die Herstellungskosten bei aus reichender Funktionssicherheit wesentlich verringern. The reduced is common to all embodiments Length of the holes to be drilled in the massive Sections to accommodate the expanding and sealing arrangement bored or eroded with reasonable effort can be and the manufacturing costs at out sufficient functional reliability.
Günstige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich nungen dargestellt.Favorable embodiments of the invention are in the drawing shown.
Fig. 1 zeigt eine Druckmittelsonde, deren einzelne Längs abschnitte jeweils eine vollständige Aufweitan ordnung aufnehmen. Fig. 1 shows a pressure medium probe, the individual longitudinal sections each take a complete Aufweitan order.
Fig. 2 zeigt eine Druckmittelsonde bei der sich jeweils Teile aneinander anschließender Längsabschnitte zu einer Aufweitanordnung ergänzen. Fig. 2 shows a pressure medium probe in which parts of adjoining longitudinal sections complement each other to form an expansion arrangement.
Fig. 3 zeigt eine Druckmittelsonde, die zur Aufnahme einstückiger Aufweithülsen zwischen jeweils zwei oder drei Längsabschnitten vorgesehen ist. Fig. 3 shows a pressure medium probe, which is provided for receiving one-piece expansion sleeves between two or three longitudinal sections.
Fig. 4 zeigt eine Druckmittelsonde, bei der Längsab schnitte mit jeweils einer Aufweitanordnung mit tels rohrförmiger Längsabschnitte verbunden sind. Fig. 4 shows a pressure medium probe, are connected in the longitudinal sections with each an expanding arrangement with means of tubular longitudinal sections.
In Fig. 1 ist ein Anschlußstutzen 1 dargestellt, an den sich drei Längsabschnitte 2 a, 2 b, 2 c von im wesentlichen gleichbleibenden Durchmesser anschließen. Der Anschluß stutzen 1 und die Längsabschnitte 2 sind von einem zen tralen Zuführungskanal 3 durchsetzt, die durch einen Verschlußstopfen 4 im Längsabschnitt 2 c verschlossen ist. Von der axialen Zuführungsbohrung 3 gehen in jedem Längsab schnitt radiale Zuführungsbohrungen 5 aus, die in einer Ringnut 6 zwischen jeweils zwei paarweise angeordneten Dichtungsringen 7 aufmünden. Im Längsabschnitt 2 c sind zusätzliche radiale Bohrungen 8 vorgesehen, durch die die Dichtungsringe 7 von innen mit Druckmittel beaufschlagt und aufgeweitet werden können.In Fig. 1, a connecting piece 1 is shown, to which three longitudinal sections 2 a , 2 b , 2 c of substantially constant diameter connect. The connection clip 1 and the longitudinal sections 2 are penetrated by a central feed channel 3 , which is closed by a plug 4 in the longitudinal section 2 c . From the axial feed bore 3 , radial feed bores 5 start in each longitudinal section and open in an annular groove 6 between two pairs of sealing rings 7 . In the longitudinal section 2 c , additional radial bores 8 are provided, through which the sealing rings 7 can be acted upon and expanded with pressure medium from the inside.
Jeweils an den Übergängen zwischen den Abschnitten des Druckmittelkanals 3 sind zwischen den Längsabschnitten 2 Eindrehungen 9 mit Dichtungsringen 10 vorgesehen. ln den Längsabschnitten 2 b, 2 c sind außermittige Entlastungs kanäle 11 vorgesehen, von denen radiale Entlastungsboh rungen 12 ausgehen. Die Bohrungen 11 münden jeweils in stirnseitige Ringkanäle 23, die auch bei unterschiedlicher Ausrichtung eine Leckwasserverbindung zwischen den Entla stungskanälen 11 herstellen. Der Längsabschnitt 2 a ist mit dem Anschlußstutzen 1 und dem Längsabschnitt 2 b über Ver schraubungen 13 verbunden während die Teile 2 b und 2 c ineinander gesteckt und mit einer Schweißnaht 14 verbunden sind, die insbesondere mit einem Laser hergestellt werden kann.At the transitions between the sections of the pressure medium channel 3 , 2 turns 9 with sealing rings 10 are provided between the longitudinal sections. In the longitudinal sections 2 b , 2 c , eccentric relief channels 11 are provided, from which radial relief bores 12 emanate. The holes 11 each open into end-face annular channels 23 , which produce a leakage water connection between the discharge channels 11 even with different orientations. The longitudinal section 2 a is connected to the connecting piece 1 and the longitudinal section 2 b via screw connections 13 while the parts 2 b and 2 c are inserted into one another and connected to a weld seam 14 , which can be produced in particular with a laser.
In Fig. 2 sind wiederum ein Anschlußstutzen 1 und Längsab schnitte 2 dargestellt, wobei ebenfalls eine durchgehende zentrale Druckmittelzuführung 3 und ein abschließender Schraubstopfen 4 im Endabschnitt 2 g zu erkennen sind. Auch hier sind Eindrehungen 9 und Ringdichtungen 10 an den Übergängen zwischen den einzelnen Längsabschnitten vorge sehen. Die Entlastungsbohrungen 11 sind in allen Längsab schnitten zueinander koaxial angeordnet. Von dem Entla stungskanal 11 gehen radiale Entlastungsbohrungen 12 in den mittleren Längsabschnitten 2 e, f aus. Die Verbindungs stellen zwischen den Längsabschnitten liegen jeweils im Bereich der Ringnuten 6 zwischen paarweise zugeordneten Dichtungselementen 7, so daß diese über dem Umfang unge teilt und von größerer Materialhärte als im oben beschrie benen Ausführungsbeispiel sein können. Die Verbindung im Bereich der Ringnut 6 e ist durch eine Schweißnaht 14 e gebildet, während die Verbindung im Bereich der Ringnut 6 f durch eine Verschraubung 13 f gebildet ist; die Verbindung zwischen den Längsabschnitten 2 f und 2 g ist durch einen Bajonettverschluß 15 g hergestellt.In Fig. 2 again a connecting piece 1 and Längenab sections 2 are shown, wherein a continuous central pressure medium supply 3 and a final screw plug 4 in the end section 2 g can be seen. Here, too, recesses 9 and ring seals 10 are easily seen at the transitions between the individual longitudinal sections. The relief bores 11 are cut coaxially to each other in all Längenab arranged. From the Entla stungskanal 11 radial relief bores 12 in the central longitudinal sections 2 e , f . The connection between the longitudinal sections are each in the area of the annular grooves 6 between paired sealing elements 7 , so that they unge divides over the circumference and of greater material hardness than in the above-described embodiment can be. The connection in the area of the annular groove 6 e is formed by a weld seam 14 e, while the connection in the area of the annular groove 6 f is formed by a screw connection 13 f ; the connection between the longitudinal sections 2 f and 2 g is made by a bayonet lock 15 g .
In Fig. 3 schließt sich an einen Anschlußstutzen 1 eine Anzahl von Längsabschnitten 2 an, die in Kombination mit einander breite Ringnuten 6 bilden, die einstückige Dich tungsmanschetten 16 aufnehmen. Die Längsabschnitte 2 j bis 2 l sind jeweils symmetrisch, wobei die Abschnitte 2 j und 2 l einen geringeren Außendurchmesser und der Abschnitt 2 k einen größeren Außendurchmesser aufweist und die erstge nannten in diesen eingeschraubt sind. Der Abschnitt 2 i stellt dagegen eine Einheit aus einem Teil geringeren Außendurchmessers und einem Teil größeren Außendurchmes sers dar, der mit gleichartigen gleichsinnig aneinanderge reihten Längsabschnitten die gleiche äußere Gesamtkonfigu ration ergibt. Alle Längsabschnitte sind über Gewinde stücke 13 ineinander geschraubt und von dem zentralen Druckmittelkanal 3 durchsetzt, wobei an den Übergängen jeweils eine Eindrehung 9 mit einem Dichtungsring 10 vorgesehen ist. Die vom Zuführungskanal 3 ausgehenden radialen Druckmittelkanäle 5 münden jeweils in einen unter der Aufweithülse 16 aus elastischem Material liegenden Ringraum 17, der im rechten Ausführungsbeispiel durch eine Stabilisierungshülse 18 verkleinert ist, die mit einer Durchgangsbohrung 19 versehen ist. Zur verbesserten Abdich tung greift die Aufweithülse 16 l mit ringförmigen Vor sprüngen in Ausnehmungen 20 in den anschließenden Längsab schnitten ein und zwar insbesondere im Bereich der Ab stützhülse 18. Die gezeigten Ausführungsformen mit ein stückiger Aufweithülse unterliegen in der Regel keinem Druckmittelverlust und benötigen somit keine Entlastungs bohrungen.In Fig. 3 connects to a connecting piece 1 to a number of longitudinal sections 2 , which form in combination with each other wide annular grooves 6 , the one-piece processing cuffs 16 take up. The longitudinal sections 2 j to 2 l are each symmetrical, the sections 2 j and 2 l having a smaller outside diameter and the section 2 k having a larger outside diameter and the first-mentioned being screwed into them. Section 2 i , on the other hand, represents a unit made up of a part with a smaller outside diameter and a part with a larger outside diameter, which, with the same longitudinal sections of the same type arranged in the same direction, gives the same overall overall configuration. All longitudinal sections are screwed into each other via threaded pieces 13 and penetrated by the central pressure medium channel 3 , with a recess 9 with a sealing ring 10 being provided at the transitions. The radial pressure medium channels 5 emanating from the supply channel 3 each open into an annular space 17 located under the expansion sleeve 16 made of elastic material, which in the right-hand exemplary embodiment is reduced by a stabilizing sleeve 18 which is provided with a through hole 19 . To improve the sealing device, the expansion sleeve 16 l engages with annular projections in recesses 20 in the subsequent longitudinal sections, in particular in the region of the support sleeve 18 . The embodiments shown with a lumpy expansion sleeve are generally not subject to loss of pressure medium and thus do not require relief holes.
In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Druckmittelsonde dargestellt, die aus einem Anschlußstutzen 1, zwei Längs abschnitten 2 m, 2 n größeren Durchmessers und zwei rohr förmigen Längsabschnitten 2 o, 2 p geringeren Durchmessers besteht. Der Längsabschnitt 2 m nimmt zwei paarweise ange ordnete Dichtungsringe 7 auf, die einen Aufweitabschnitt einschließen. Im Teilschnitt ist erkennbar, daß auf ein Außengewinde 21 am Längsabschnitt 2 o ein Anschlagstück 22 aufgeschraubt ist, gegen das eine Überwurfmutter 26 drückt, die in ein Innengewinde 24 im Längsabschnitt 2 m eingeschraubt ist. Die Gewinde 21 und 24 müssen gegen sinnig ausgebildet sein. Über einen Kegelsitz 25 ist der Längs abschnitt 2 o gegen den Längsabschnitt 2m abgedichtet. Alle übrigen Verbindungsstellen sind analog aufgebaut. Auch hier ist durch Auswechseln der Längsabschnitte 2 o, 2 p der Abstand der einzelnen von den Dichtungen 7 eingeschlossenen Ringräume 6 leicht zu variieren.In Fig. 4, a pressure medium probe according to the invention is shown, which consists of a connecting piece 1 , two longitudinal sections 2 m , 2 n larger diameter and two tubular longitudinal sections 2 o , 2 p smaller diameter. The longitudinal section 2 m takes two pairs of sealing rings 7 , which include an expansion section. In the partial section it can be seen that a stop piece 22 is screwed onto an external thread 21 on the longitudinal section 2 o , against which a union nut 26 presses, which is screwed into an internal thread 24 in the longitudinal section 2 m . The threads 21 and 24 must be designed against sensible. About a conical seat 25 , the longitudinal section 2 o is sealed against the longitudinal section 2m. All other connection points are constructed analogously. Here, too, the distance between the individual annular spaces 6 enclosed by the seals 7 can be varied slightly by replacing the longitudinal sections 2 o , 2 p .
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