DE842728C

DE842728C - Device for fastening a bolt in a workpiece

Info

Publication number: DE842728C
Application number: DER1591A
Authority: DE
Inventors: Edward F Dipl-Ing Grote; Ernst Kreissig
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1950-04-28
Filing date: 1950-04-28
Publication date: 1952-06-30
Also published as: BE502775A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstück, die erhebliche Biegungs- und Torsionskräfte übertragen kann und eine Sicherung gegen Überbeanspruchung bietet. Verbindungen dieser Art werden in der Technik häufig benötigt. Es ist bereits bekannt, zwei benachbarte Kurbelwangen dadurch zu verbinden, daß die beiderseitigen Stirnseiten des Bolzens und jede Kurbelwange eine Radialverzahnung aufweisen und in gegenseitigem Eingriff stehen, so daß eine Verdrehung des Bolzens gegen die Kurbelwangen nicht möglich ist. Der Eingriff und der Zusammenhalt dieser Verzahnungen werden dadurch erreicht, daß durch den hohlgebohrten Bolzen und die Kurbelwangen eine Spannschraube geht, die den nötigen Anpreßdruck vermittelt. Bei Vorrichtungen dieser Art ist aber die Übertragung von Biegungsmomenten dadurch erschwert, daß zur Weiterleitung erheblicher Biegungsmomente von der einen Wange zur anderen große Kräfte in der Achsrichtung des Bolzens auftreten, die den Bolzen auf Zug beanspruchen. Da diese Beanspruchung eine Dauerbeanspruchung mit einer Lastwechselzahl von vielen Millionen während ihrer Lebensdauer ist, so muß insbesondere mit Rücksicht auf das kerbempfindliche Gewinde ein verhältnismäßig schwerer Bolzen eingetaut werden. Außerdem erfordert diese Vorrichtung hohe Präzision und Gewichte. Zu ihrer Herstellung sind Spezialmaschinen mit hochwertigen Werkzeugen erforderlich.The invention relates to a device for fastening a bolt in a workpiece that can transmit considerable bending and torsional forces and offers protection against overload. Connections of this kind will be often required in technology. It is already known to have two adjacent crank webs to be connected by the fact that the two-sided end faces of the bolt and each crank web have radial teeth and are in mutual engagement, so that a Rotation of the bolt against the crank webs is not possible. The procedure and the cohesion of these teeth are achieved by the fact that the hollow bored Bolts and the crank webs a clamping screw goes, which the necessary contact pressure conveyed. In devices of this type, however, the transfer of bending moments is essential made difficult by the fact that to pass on considerable bending moments from the one Cheek to the other large forces occur in the axial direction of the bolt, which the Apply tension to the bolt. Since this stress is a continuous stress with a number of load cycles of many millions during its service life, so must especially with regard to the notch-sensitive thread a relatively heavier bolts are thawed. In addition, this device requires high precision and weights. Special machines with high-quality tools are used to manufacture them necessary.

Mit den Mitteln der Erfindung gelingt es, biegungs- und torsionsübertragende Verbindungen einfach und mit bekannten Elementen des Maschinenbaues zu schaffen. Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß in einer Bohrung des Werkstückes, deren Durchmesser größer als der Bolzendurchmesser ist, eine Ringfeder eingeschaltet ist, die bei axialer Verspannung des Bolzens den Ringraum zwischen Bolzen und Werkstück ausfüllt, eine kraftschlüssige Verbindung zur Aufnahme der auftretenden Kräfte herstellt und eine Sicherung gegen Überbeanspruchung darstellt. Die Ringfeder dehnt sich beim Anzug des Bolzens rein elastisch aus, und zwischen Bolzen und Bohrung werden hohe Druckkräfte erzeugt, die imstande sind, den durch die Momentenwirkung entstehenden Kräften entgegenzuwirken.With the means of the invention it is possible to transmit bending and torsion To create connections easily and with known elements of mechanical engineering. According to the invention, this is done in that in a bore of the workpiece, the The diameter is larger than the bolt diameter, a ring spring is switched on, which, when the bolt is axially braced, creates the annular space between the bolt and the workpiece fills, establishes a force-fit connection to absorb the forces that occur and represents a safeguard against overload. The ring spring stretches when Tightening of the bolt is purely elastic, and between the bolt and the hole are high Compressive forces generated, which are capable of the resulting from the moment effect Counteracting forces.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung als Ausführungsbeispiel an einer Kurbelwangenverbindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. z Bolzen und Kurbelwangen, teilweise im Querschnitt und teilweise in Ansicht, Abt). a einen Schnitt nach der Linie A-B in Abb. r .In the drawing, the subject matter of the invention is shown as an exemplary embodiment of a crank cheek connection, namely Fig. Z shows bolts and crank cheeks, partly in cross-section and partly in view, Abt). a a section along the line AB in Fig. r.

Auf den Wellenenden a und b sind die Kurbelwangen c und d in bekannter Weise befestigt oder auch mit denselben aus einem Stück gefertigt. Die Wangen c und d haben eine größere Bohrung als der Bolzen e, so daß in jede der beiden Bohrungen eine Ringfeder f eingeführt werden kann. Diese Ringfeder wird zweckmäßig aus geschlossenen Ringen .gefertigt, jedoch ist es auch möglich, geschlitzte Ringe mit einer entsprechend geringeren Rückstoßkraft zu verwenden. Muttern g und h des beispielsweise abgesetzten Bolzens e üben beim Anzug erhebliche axiale Kräfte auf die beiderseitig angeordneten Ringfedern aus, wodurch diese Ringfedern gespannt werden und den ringartigen Zwischenraum zwischen Bolzen und Bohrung kraftschlüssig ausfüllen. Bei einem darüber hinausgehenden Anziehen der Muttern kann eine Dehnung der Ringfederringe nicht mehr stattfinden, doch nimmt die Pressung zwischen Bohrung und Bolzenoberfläche derart zu, daß diese Pressung die anfallenden Kräfte aus den Verdrehungsmomenten wesentlich übersteigt. Die Verbindung arbeitet dann so, als wenn der Bolzen e starr mit den Kurbelwangen c und d verbunden wäre. Auf diese Weise ergibt sich eine Verbindung, die allen anfallenden Kräften ohne weiteres standhält und die eine wesentliche Verbilligung in der Fertigung mit sich bringt. Die einzelnen Kurbelwellenteile können nunmehr als einfache Schmiedestürke hergestellt und auf normalen-Werkzeugmaschinen bearbeitet' werden. Die zur Verwendung kommenden Ringfedern und auch alle anderen Zubehörteile sind einfache Drehkörper, die ohne Schwierigkeiten billig und mit hoher Präzision zu erstellen sind. Wesentlich ist hierbei, daß der Bolzen selbst mit großem Querschnitt und zur Gewichtsverminderung hohl gebohrt werden kann, gleichzeitig aber hohe Spanndrücke zuläßt.On the shaft ends a and b, the crank webs c and d are known Way attached or made with the same in one piece. The cheeks c and d have a larger bore than the bolt e, so that in each of the two bores a ring spring f can be introduced. This ring spring is expediently closed Rings .made, however, it is also possible to have slotted rings with a corresponding to use less recoil force. Nuts g and h of the stepped example Bolzens e exert considerable axial forces on both sides when tightened Ring springs from, whereby these ring springs are tensioned and the ring-like space Fill in force-fit between the bolt and the hole. In the case of a further If the nuts are tightened, the ring spring washers can no longer be stretched, but the pressure between the bore and bolt surface increases so that this Pressing significantly exceeds the forces arising from the torsional moments. The connection then works as if the bolt e rigidly with the crank webs c and d would be connected. This creates a connection that accrues to all Withstands forces without further ado and which is a substantial reduction in the cost of production brings with it. The individual crankshaft parts can now be used as a simple forge manufactured and machined on normal machine tools'. The to use coming ring springs and all other accessories are simple rotating bodies, which can be produced cheaply and with high precision without difficulty. Essential is here that the bolt itself with a large cross-section and to reduce weight Hollow can be drilled, but at the same time allows high clamping pressures.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel; ihre Anwendung ist vielmehr in a11 den Fällen gegeben, bei denen Bolzenverbindungen so ausgeführt werden müssen, daß sie erhebliche Kräfte bzw. Momente übertragen, wie es bei rein rotierenden Teilen, Zahnrädern"Schwungrädern, Schleifscheiben, Fahrzeugrädern und deren Befestigung notwendig ist. Durch entsprechende Bemessung des Spanndrucks ergibt sich darüber hinaus insofern eine Sicherheit, als bei Überbeanspruchungen eineÜberwindung der Haftreibung eintritt, so daß Brüche ausgeschlossen sind.Of course, the invention is not limited to what is shown Example; Rather, they are used in cases where bolt connections must be designed in such a way that they transfer considerable forces or moments, As is the case with purely rotating parts, gears, flywheels, grinding wheels, vehicle wheels and their attachment is necessary. By appropriately dimensioning the clamping pressure In addition, there is a level of security in the event of overuse the static friction is overcome so that fractures are excluded.

Claims

Claim: device for fastening a bolt in a workpiece, characterized in that in a bore of the workpiece "whose diameter is greater than the bolt diameter, an annular spring (f) is switched on, which, when the bolt (e) is axially braced, the annular space between the bolts and fills the workpiece, creates a non-positive connection to absorb the forces that occur and represents a safeguard against overstressing.