DE851865C

DE851865C - Friktionsverbindung

Info

Publication number: DE851865C
Application number: DEB13524A
Authority: DE
Inventors: G E Bjoerklund
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-02-02
Filing date: 1951-01-30
Publication date: 1952-10-09
Also published as: FR1031916A; GB687691A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 9. OKTOBER 1952

B 13524XII j 4j a

Friktionsverbindung

Wenn zwei Teile miteinander so verbunden werden sollen, daß der eine Teil in eine entsprechende Öffnung oder Bohrung des anderen Teiles eingeführt wird, um hier durch Friktion gehalten zu werden, werden oftmals sehr enge Toleranzen der Öffnung oder Bohrung und des einzuführenden Teiles gefordert, um zu große Unterschiede in dem die Friktion bewirkenden Druck zu vermeiden. Zum Beispiel ist dies beim Einsetzen von Kugellagern der Fall, da sowohl zu große als auch zu kleine Paßdrucke die richtige Funktion des Lagers beeinflussen. Eine Bearbeitung auf engbegrenzte Toleranzen ist aber immer sehr kostspielig und zeitraubend und erfordert besondere Arbeitsmethoden. Es wäre daher sehr zu wünschen, daß diese Anforderungen herabgesetzt werden könnten, ohne daß eine dementsprechend wesentliche Vergrößerung der Druckunterschiede in Kauf genommen werden müßte.

Nach der vorliegenden Erfindung wird dies durch eine Vorrichtung erreicht, die eine Kompensation der Unterschiede des radialen Spielraumes in Friktionsverbindungen herbeiführt und die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein ringförmiges, in radialer Richtung verformbares Zwischenorgan vorgesehen wird, das in den Zwischenraum zwischen den zur Verbindung bestimmten Teilen eingeführt wird, wobei die radiale Abmessung des Organs dem radialen Spielraum so angepaßt ist, daß bei der Verbindung eine plastische Verformung des Organs entsteht.

Am vorteilhaftesten besteht das Organ aus einem im wesentlichen zylindrischen Ring, der mit Höhlun-

gen, Ausnehmungen od. dgl. versehen ist, in die das Material des Ringes bei der plastischen Verformung fließen oder sich ausdehnen kann.

Vorzugsweise ist das Organ so ausgebildet, daß bei der Verminderung des radialen Zwischenraums eine weitgehende Verformung des Organs entsteht, daß der gleichbleibende radiale Druck zu einer größeren Beanspruchung des Materials nach der Herabsetzung als vorher führt.

ίο Eine zweckmäßige Ausführungsform des Organs ist so ausgebildet, daß eine Herabsetzung des radialen Spielraums eine solche Verformung des Organs herbeiführt, daß der gebildete Winkel durch die radialen Kraftkomponenten an einem Punkt des Radius durch die Verformung vergrößert wird.

Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. ι eine Ansicht einer Anordnung nach der ao. Erfindung, mit der z. B. zwei Ringe miteinander verbunden werden,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Anordnung und die Ringe nach der Linie H-II der Fig. i,

Fig. 3 die Ansicht eines weiteren Ausführungs-S5 beispiels der Erfindung,

Fig. 4 einen Längsschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 die Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 einen Längsschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 einen axialen Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 8 die Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 9 einen Längsschnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8 und schließlich

Fig. 10 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt der Anordnung nach Fig. 8 und 9 im Spalt zwischen den beiden Teilen und eine abgewandelte Ausführung im gleichen Spalt.

In Fig. ι und 2 bezeichnet 1 einen äußeren Ring, in dem ein innerer Ring 2 mit Hilfe eines nach der Erfindung ausgeführten gewellten Ringes 3 befestigt ist. Die Falten des Ringes 3 verlaufen in axialer Richtung, und der Ring ist so bemessen, daß der erforderliche Druck an der äußeren Mantelfläche des inneren Ringes und an der inneren Mantelfläche des äußeren Ringes entsteht. Der radiale, auf die Spitzen der Falten wirkende Druck wird in Komponenten aufgeteilt, die dem Ringmaterial an den beiden Seitenflächen einer Welle nahezu parallel gerichtet sind. In Richtung dieser Komponenten wird das Ringmaterial zwischen einer äußeren Spitze und der nächstliegenden inneren Spitze zusammengepreßt. Es wird angenommen, daß der äußere Durchmesser des inneren Ringes gleich bleibt, während die lichte Weite des äußeren Ringes in den Grenzen schwanken kann, die vom Formwert bestimmt wird, mit dem die öffnung des Ringes ausgeführt ist. Wenn ein äußerer Ring mit dem Höchstmaß innerhalb der Toleranzgrenzen auf den auf dem inneren Ring angeordneten gewellten Ring geschoben wird, erhält man einen bestimmten ' radialen Druck und eine entsprechende, das Material zusammendrückende Komponente. Wird statt dessen angenommen, daß ein äußerer Ring mit dem Mindestmaß innerhalb der Toleranzgrenzen auf den gewellten Ring gedrückt wird, dann wird der geringere radiale Spielraum eine größere Zusammendrückung des gewellten Ringes und eine größere Kompression des Materials in jeder Falte bewirken. Gleichzeitig entsteht eine Abflachung der Falten, mit der die Spitzenwinkel vergrößert werden. Durch eine zweckentsprechende Wahl des Materials und Dimensionierung des gewellten Ringes kann bei unverändertem radialem Druck die der größeren Kompression entsprechende Erhöhung der Beanspruchung des Materials von dem durch die Winkelveränderung hervorgerufenen Komponentenzuwachs völlig kompensiert werden.

Hieraus geht also hervor, daß die Abmessung der Bohrung oder öffnung des äußeren Ringes beträchtlich schwanken kann, ohne daß -der radiale Druck sich wesentlich ändert, und das bedeutet, daß ein niedrigerer Formwert gewählt werden kann. In gleicher Weise kann der äußere Durchmesser des inneren Ringes bei annähernd gleichbleibender Abmessung des äußeren Ringes in weiten Grenzen schwanken. Des weiteren können auch die Abmessungen beider Ringe in mäßigen Grenzen variieren, ohne daß der radiale Druck wesentliche Änderungen erfährt.

Das Material des gewellten Ringes, der Winkel sowie Wandstärke und Höhe der Falten werden mit Rücksicht auf die Abmessungen und die Toleranzgrenzen der Ringe von Fall zu Fall so gewählt, daß der in radialer Richtung wirkende erforderliche Druck erzielt werden kann.

Der in Fig. 3 und 4 gezeigte Ring ist außen und innen mit axial verlaufenden Nuten versehen, durch die vorspringende Zähne oder Kanten 5 gebildet werden. Wenn der Ring in den ringförmigen Zwischenraum zwischen den zur Verbindung bestimmten Teilen eirigedrückt wird, werden die Zähne plastisch verformt, wodurch sich der radiale Druck bei schwankender Abmessung des Zwischenraumes weniger verändert als bei direkter Passung der Teile innerhalb derselben Toleranzgrenzen. Wenn nun aber die Nuten im Verhältnis zum Radius schräg verlaufen, so daß die Zähne oder Kanten geneigt sind, wird es auch bei dieser Ausbildung möglich sein, den radialen Druck bei schwankendem Spielraum zwischen den Teilen annähernd zu halten. Voraussetzung ist jedoch, daß Höhe und Breite der Zähne bzw. Kanten so gewählt werden, daß sich die Zähne bzw. Kanten beim Einpressen des Ringes so deformieren, daß sich der Neigungswinkel ihrer Flanken ändert.

In Fig. 5 und 6 wird ein Ring 6 aus verhältnismäßig dünnem Material gezeigt, der mit warzenförmigen Einpressungen 7 versehen ist, die plastisch verformt werden, wenn der Ring in den Zwischenraum zwischen den zur Verbindung bestimmten Teilen eingedrückt wird. Der in Fig. 7 und 8 gezeigte Ring 8 ist mit mit den Kanten parallel verlaufenden Falten 9 versehen, die beim Einpressen eine Verformung des Ringes in radialer Richtung ermöglichen. Bei den beiden letzteren Ausführungsformen wird in gewissem Sinne dieselbe Wirkung erreicht wie bei der Vorrich-

tting gemäß Fig. ι und 2, da die Warzen bzw. Falten in nahezu derselben Weise deformiert werden wie die Falten des Ringes 3.

Bei der in Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das ringförmige Organ durch radiale Schnitte in Sektoren aufgeteilt und von einem Mittelstück zusammengehalten, das nicht in den Spalt zwischen den zu verbindenden Teilen mit eingeführt wird. Die Vorrichtung besteht demnach aus einer im wesentlichen kreisförmigen Platte 10, die am Umfang eingeschnitten ist, um Zipfel 11 zu bilden, die im rechten Winkel zum ebenen Mittelteil der Platte aufgebogen sind. Diese Zipfel, in einem Kreis angeordnet, sind in sich gekrümmt, wobei ihre konkaven Seiten nach außen gerichtet sind. Wenn diese Vorrichtung verwendet werden soll, werden» die Zipfel 11 in den Zwischenraum 14 zwischen den Teilen 12 und 13 in Fig. 10 eingepreßt, die nur die aufgebogenen Randteile der Platte und die entsprechenden Partien der Teile

ao 12 und 13 zeigt. Die Zipfel können aber auch flach sein wie der Zipfel 16 der Fig. 10. Die Ausbauchung, die Wandstärke und die Breite sowie der Abstand der Zipfel untereinander werden mit Rücksicht auf die Größe des Zwischenraums 14 so gewählt, daß der gewünschte radiale Druck erhalten wird.

Es ist von wesentlicher Bedeutung, daß das Material und die Abmessungen des ringförmigen Organs so gewählt werden, daß eine plastische Verformung entsteht. Hierdurch wird nämlich die Spannung im Material von dem Umfang der Formveränderung weniger abhängig als bei elastischer Deformierung allein, und der radiale Druck der zu verbindenden Teile wird als Folge der Abmessungsunterschiede weniger stark schwanken.

Durch die Erfindung wird es möglich, auch in Fällen, in denen der radiale Druck nicht schwanken darf, vorteilhaftere Bearbeitungsmethoden anzuwenden. So können z. B. Kugellager in öffnungen, die durch Ausdrehen, Bohren oder im Wege des Preßgusses hergestellt sind, oder auf Achsen, die mit entsprechender ι Genauigkeit bearbeitet sind, angeordnet werden. Auch I Form- und Oberflächenfehler der öffnungen, Bohlrungen oder Achsen können so leicht ausgeglichen werden. In der praktischen Verwertung können die Vorrichtungen nach der Erfindung genormt und mit gestempelten Angaben, betreffend Nennmaß und Paßtoleranzen, versehen werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zur Kompensation der Variationen des radialen Spiels in Friktionsverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges, in radialer Richtung deformierbares Organ (3) vorgesehen ist, das in den Zwischenraum zwischen den zur Verbindung bestimmten Teilen (1, 2) eingeführt wird, wobei die radiale Abmessung des Organs dem radialen Spielraum so angepaßt ist, daß bei der Verbindung eine plastische Verformung des Organs entsteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ aus einem im wesentlichen zylindrischen Ring (3) besteht, der mit Höhlungen, Ausnehmungen u./od. dgl. versehen ist, in die das Material des Ringes bei der plastisehen Verformung fließt oder sich ausdehnt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (3) so ausgeführt ist, daß die Herabsetzung des radialen Spielraums zu einer derartigen Verformung des Organs führt, daß der gleichbleibende radiale Druck zu einer größeren Beanspruchung des Materials nach der Herabsetzung als vorher führt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ so ausgeführt ist, daß eine Herabsetzung des radialen Spielraums eine solche Verformung des Organs bewirkt, daß durch die Verformung der Winkel (a) der Kraftkomponenten in einem bestimmten Punkt am Radius vergrößert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (3) an der äußeren und inneren Seite mit axial laufenden Nuten (4, 5) versehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ aus einem Material hergestellt ist, dessen Wandstärke kleiner ist als der radiale Spielraum zwischen den zur Verbindung bestimmten Teilen (1, 2).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ aus einem Ring (6) besteht, der mit warzenförmigen Erhöhungen (7) versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ aus einem gewellten Ring (8) mit vorzugsweise radial verlaufenden Falten (9) besteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ aus einer im wesentlichen kreisförmigen Platte besteht, deren Umfang mit vorspringenden, im Kreis angeordneten Zipfeln versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zipfel in sich gekrümmt sind, wobei ihre konkaven Seiten nach außen gerichtet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ aus einem zylindrischen, mit warzenförmigen Einpressungen versehenen Ring besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5395 9.