DE835096C - Verfahren und Vorrichtung zum Aufspreizen von geschlitzten Ringen, insbesondere von Kolbenringen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Aufspreizen von geschlitzten Ringen, insbesondere von Kolbenringen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufspreizen von :geschlitzten Ringen, insbesondere von Kolbenringen, und besteht darin, daB den Biegespannungen, welche durch das beim Aufspreizen stattfindende Aufbiegen :des Ringes im Ring entstehen, in mindestens annähernd allen Querschnitten des Ringes Druckspannungen überlagert werden.
• Ferner bezieht die Erfindung sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ist gekennzeichnet durch Mittel, welche mindestens während dis Aufspreizens in mindestens annähernd allen Querschnitten des Ringes überlagerte Druckspannungen, erzeugen.
• Zum Au.fspreizen von geschlitzten Ringen, insbesondere von Kolbenringen, wenn .diese über dien Kolben ,gestreift und entweder in die Kolbenringnut eingesetzt oder aus ihr wieder entfernt werden sollen, muß der Ring aufgebogen werden, wodurch in seinen Querschnitten Biegespannungen entstehen. Überschreiten die Biegespannungen die für sie zulässigen Grenzen, so deformiert sich der Ring oder bricht.
• Da der Ring ein gekrümmter Stab @i,st, so ist die Innenseite, die beim Aufbiegen Biegezugspannungen erleidet, besonders gefährdet. Dies trifft vor allem .dann zu, wenn der Rirng aus einem Werkstoff hergestellt ist, dessen zulässige Spannung für Zug niedriger ist als für Druck, z. B. also aus Gußei@sen.
• Nach der Erfindung wird! diese Gefährdung dadurch vermindert bzw. werden die der Konstruktion des Ringes bisher gesetzten Grenzen dadurch erweitert, daß den, beim Aufspreizen entstehenden Biegespannungen Druckspannungen überlagert werden. Diese vermindern die schädlichen Biegezugspannungen der Innenseite des Ringes und erhöhen dafür unschädlich, die Biegedru:okspannungen der Außenseite des Ringes.
• An Hand der Feig. i bis 5 werden Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen nach der Erfindung beschrieben, und im Zusammenhang damit wird auch das Verfahren beschrieben.
• In Fig. i wird der mit ringsum konstantem Querschnitt ausgeführte Ring i mit Hilfe einer um ihn gelegten Rollenikebte 2 aufgespreizt, die :durch die Zange 3 angespannt wird. Die an den beiden Enden der Rollenkette 2 angelenkten Haken ,4 übertragen. die Spannkräfte der Kette auf die beiden Enden :des Ringes i, erzeugen in ihm Druckkräfte :und :dadurch Druckspannungen, welche in mindestens annähernd, allen Querschnitten des Ringes den mindestens :annähernd gleichen Betrag 'besitzen. Dabei liegen die Spannkräfte in der Achse der Kette 2, d. h. angenähert in der gekrümmten Verbindungslinie ihrer Gclenikpunkte. Die Druckkräfte dagegen liegen annähernd in der Schwerachse dies Ringes i, d. h. annähernd in der gekrümmten Verbindungslinie der Schwerpunkte der Ringquersch,nitite. Spannkräfte undDruckkräfte bilden also außerdem Kräftepaare, welche den Ring aufspre-izen. Die Hebelarme der Kräftepaare bestehen annähernd aus dem Rollenradius der Kette plus dem Abstand! der Schwerachse des Ringes von denjenigen Oberflächenteilen des Ringes, auf welche die Rollen sich stützen.
• Die Druckspannungen werden somit durch dieselben Kräfte erzeugt, durch die beim Aufspreizen die Biegespannungen erzeugt werden, denen, die Druckspannungen überlagert werden. Ferner 1)esitzen einerseits die Biegespannungen, anderseits die ihnen überlagerten D:ruckspanniu:ngen in mindestens annähernd allen Querschnitten des Ringeis den mindestem annähernd gleichen B°brag.
• Die Distanz zwischen der Achse der Kette und der Schwerachse des Ringes,. -insbesondere also der Radius der Kettenrollen, ist so zu wählen, daß das mit Rücksicht auf die zulässige Druck- und die zulässige Zugspannung des Ringwerkstoffs -e-rfor;derl-iche Verhältnis zwischen den Biegespannungen und den ihnen überlagerten Druckspannungen herbeigeführt wird.
• Besitzt der au'fzuspreizende Ring ringsum nicht konstanten, sondern veränderlichen Querschnitt, nehmen seine Querschnitte z. B. nach den Enden zu ab, so muß auch die Distanz zwischen der Schwerachse des Ringes und der Kettenachse veränderlich, z. B. nach den Ringenden zu abnehmend, ausgeführt werden. Um dies zu erreichen, können die Kettenrollen längs des Umtangs des Ringes verschieden groß gemacht werden, wie Fig. 2 das zeigt. An Stelle der Zange 3 'kann auch eine Schraube oder ein Kniehebel zum Anspannen der Kette 2 angeordnet sein. Auch kann an die Stelle der Rollenkette 2 ein einfaches Band treten. Dieses 'kann unmittelbar auf die Außenfläche des Ringes i gelegt sein oder mittelbar unter Zwischenlegung von Distanzklötzen, welche, an Stelle der Kettenrollen, die Distanz zwischen der Achse des Bandes und der Schwerachs,-- auf den je nach Werkstoffart und Querschnittsform des Ringes erforderlichen Betrag bringen. Gegenüber der Rollenkette besitzt ein solches Band zwar den Nachteil einer etwas größeren Reibung auf dem Umfang des Ringes, kann j,,-doch bei -besonderen Querschnittsformen des Ringes Vorteile besitzen, indem sich die Achse des Bandes der Schwerachse des Ringes näherbringen läßt als die Achse der Rollenkette.
• Fig. 3 zeigt im Querschnitt ein Spannband- 4, welches in einer Nut 5 angeordnet mindestens annähernd in der Schwerachse des Ringes 6 um den Ring gelegt isst und welches vor .dem Aufspre izen des Ringes unter Spannung gesetzt ist.
• Fig. 4 zeigt in einem zur Ebene des Ringes parallelen Schnitt, wie ein solches Spannband an den Ringenden angreifen kann. Das Spannband 4 hat 'hierzu Köpfe 7, welsche in Aussparungen der Ringenden ruhen. Fas kann in erwärmtem Zustand aufgelegt werden, zieht sich beim Erkalten zusammen und wird so unter Spannung gesetzt. Es 'kann dann mit dem Ring 6 fest verbunden bleiben, und@ die durch das Spannband 4 im Ring 6 erzeugten Druckspannungen wirken dann dauernd.
• An Stelle einer der Köpfe 7 oder beider 'können auch Schraubenmuttern angeordnet sein, mit deren Hilfe ,das Spannband 4 vor dien Aufspreizen des Ringes 6 unter Spannung gesetzt wird,. Das Band kann dann später wieder vom Ring getrennt werden. Es kann auch mit dem Ring fest verbunden bleiben, und die durch das Band im Ring erzeugten Druckspannungen wirken dann dauernd.
• Bleibt das Spannband 4 mit dem Ring 6 fest verbunden, so kann der vom Spannband nicht eingenommene Teil der Nut 5 mit einem gut lauffähigen Werkstoff, z. B. einem Weiß netall oder eitler Bronze, ausgefüllt werden.
• Fig. 5 zeigt ein Spannband ,4, welches mindestens annähernd in der Schwerachse des Ringes in den Ring 6 fest eingegossen ist. Es ist aus einem Werkstoff hergestellt, dessen Temperaturausdehnungszahl höher ist als die des Ringwerkstoffs. Beim gemeinsamen Erkalten nach dem Gießen zieht sich dann das Band stärker zusammen als der Ring und wird .dadurch unter Spannung gesetzt. Während des Gießvorganges kann das `Band durch angeschweißte Draht- oder Blechstücke 8 :gehalten wer-:den. Auch dieses Band kann an seinen Enden Köpfe 7 tragen, die, ziu.sammen mit dem Band in den Werkstoff :des Ringes :eingegossen, an den Ringenden angreifen.
• Ringe, denen, wie in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 bis 5 beschrieben, durch ein mindestens annähernd @in ihrer Schwerachse um sie gelegtes Band Druckspannungen überlagert sind, 'können durch übliche Methoden und Vorrichtungen aufgespreizt werden, worunter diejenigen zu bevorzugen sind, bei welchen :die erzeugten Biegespannungen in mindestens annähernd allen Querschnitten des Ringes den mindestens annähernd gleichen Betrag besitzen. Bleibt dabei das unter Spannung stehende Band mit dem Ring fest verbunden, so hat das den Vorteil, daß ein solcherRing jederzeit zum Wiederaufspreizen mit üblichen Methoden bereit bleibt. Bei Kolbenringen tritt hierzu noch der weitere Vorteil, daß der mit dem u nter Spannung stehenden Band fest verbundene Ring nicht nur .beim Aufspreizen, sondern auch während des Betriebes in der Kolbenmaschine eine erhöhte Sicherheit gegen Deformation und Bruch aufweist.

Claims (3)

1. PATUNTANSPR(JCHE: 1. Verfahren zum Aufspreizen von geschlitzten Ringen, ins.be-sondere von Kolbenringen, dadurch gekennzeichnet, daß den Biegespannungen, welche durch das beim Aufspreizen stattfindendie Aufbiegen des Ringes im Ring entstehen, in mindestens annähernd allen Querschnitten des Ringes Druckspanirnungen überlagert werden.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Mittel, welche mindestens während des Au,fspreizens @in mindestens annähernd allen Querschnitten des Ringges überlagerte Druckspannungen erzeugen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i für Ringe mit ringsum konstantem Querschnitt, dadurch, gekennzeichnet, daß die überlagerten Druckspannungen in mindestens annähernd allen Querschnitten des Ringes den mindestens an,-nähernd gleichen Betrag besitzen. q.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerten Druckspannungen durch dieselben Kräfte erzeugt werden, durch die beim Aufspreizen die Biegespannungen erzeugt werden. 5. Verfahren nach. Anspruch i für Ringe mit ringsum 'konstantem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die überlagerten Druckspannungen wie auch die Biegespannungen in mindestens annähernd allen Querschnitten des Ringes den mindestens annähernd gleichen Betrag besitzen. 6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet" d'aß die überlagerten Druckspannungen dauernd wirken.-Vorrichtung nach Anspruch 2, gek,ennzeichnet durch ein Spannband, welches min-Bestens während 4es Aufspreizens, an den Ringenden angreifend, um den Ring gelegt und unter Spannung gesetzt ist. B. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Spannband, welches während des Aufspreizens, an den Ringenden angreifend, außerhalb der Schwerachse des Ringes um den Ring gelegt und unter Spannung gesetzt ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 2 für Ringe mit ringsum konstantem Querschnitt, gekennzeichnet durch ein Spannband, welches während des Aufspreizens, an den Ringenden angreifend, außerhalb der Schwerachse des Ringes und, in mindestens annähernd ringsum gleichem Abstand von dieser um den Ring gelegt und unter Spannung gesetzt ist. io. Vorrichtung nach Anspruch 2 für Ringe mit ringsum veränderlichem Querschnitt, gekennzeichnet durch ein Spannband., welches während des Aufspreizens, an den Ringenden angreifend, außerhalb der Schwerachse des Ringes in ringsum derart veränderlichem Abstand von dieser um den Ring gelegt ist, daß nach Anspannen des Bandes die Summe aus Biegespannungen und überlagerter Druckspannung an keiner Stelle des Ringes die zulässigen Beträge überschreitet. i i. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Spannband, welches, an den Ringenden angreifend, mindestens annähernd in der Schwerachse des Ringes um den Ring gelegt ist und welches vor dem Aufspreizen des Ringes unter Spannung gesetzt ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder io, .dadurch gekennzeichnet, daß das Spannband eine Rollenkette ist, deren Rollen sich auf den Ring stützen. 13. Vorrichtung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß, dem ringsum sich ändernden Querschnitt des Ringes entsprechend, der Rollenradius der Kette sich ringsum ändert. 1:f. Vorrichtung nach Anspruch i i, gekennzeichnet durch ein unter Spannung gesetztes Spannband, welches mit dem Ring fest verbunden ist.