DE918307C - Verfahren zum Einschrumpfen eines Zapfens in eine Bohrung und Ausbildung des die Bohrung aufweisenden Teiles - Google Patents

Description

• Verfahren zum Einschrumpfen eines Zapfens in eine Bohrung und Ausbildung des die Bohrung aufweisenden Teiles Beim Einschrumpfen eines Zapfens in eine Bohrung durch Eintreiben des Zapfens, der gegenüber der Bohrung ein dem gewünschten Schrumpfsitz entsprechendes Übermaß besitzt, ist mit Verletzungen der Sitzfläche sowohl des Zapfens als auch der Bohrung zu rechnen. Bei Kurbelwellen haben Zapfen der Kurbelwelle und Bohrung der Kurbelwange erhebliche Durchmesserunterschiede, da ein sehr fester Sitz zwecks Aufnahme der Drehmomente vorhanden sein muß. Da nun hierbei in erhöhtem Maße mit Beschädigungen der Sitzflächen zu rechnen ist, wenn die Schrumpfverbindung der beiden Teile durch Eintreiben des Zapfens hergestellt wird, hat man im allgemeinen der Wärmeschrumpfung gegenüber der Einschrumpfung durch Eintreiben den Vorzug gegeben, obschon die Herstellung von Warmschrumpfverbin-Jungen, insbesondere bei sehr großen Kurbelwangen, teuer und auch nicht ohne Schwierigkeiten durchzuführen ist.
• Das Verfahren nach der Erfindung gibt nun eine Möglichkeit, das Einschrumpfen des vollen Zapfens in die Bohrung der Kurbelwange wie überhaupt das Einschrumpfen eines Zapfens in eine Bohrung bei irgendwelchen anderen Gegenständen durch Eintreiben des Zapfens vorzunehmen, ohne daß Gefahr besteht, daß die Sitzflächen beschädigt werden, abgesehen davon, daß auch der Kraftbedarf gegenüber dem bisher üblichen unmittelbaren Eintreiben des zu befestigenden Zapfens geringer ist.
• Für das Lösen einer Schrumpfverbindung zwischen einem Zapfen und einer Bohrung, beispielsweise zum Abtreiben eines Rades von einer Welle, ist das sogenannte Druckölverfahren verwendet worden, weiches darin besteht, daß die Bohrung durch Einpressen von Drucköl in den Sitz zwischen den beiden miteinander verbundenen Teilen aufgeweitet wird. Es ist auch bereits für besonders gelagerte Fälle, z. B. das Einschrumpfen zweier getrennter Zapfen in die gleiche Bohrung, die Verwendung von Zwischenhülsen vorgeschlagen worden. Dabei wird in der Weise vorgegangen, daß die beiden Wellenstümpfe durch die Hülse verbunden werden und daß das gesamte Gebilde unter Anwendung des Druckölverfahrens eingeschrumpft bzw. unter Benutzung der Hülse die Schrumpfverbindung gelöst wird. Das Charakteristische dieses Verfahrens besteht darin, daß die Hülse, die sehr dünnwandig ist, in der Schrumpfverbindung verbleibt.
• Demgegenüber besteht die Erfindung nun darin, daß ein Hilfszapfen in die Bohrung eingepreßt wird, der gegenüber der Bohrung geringes übermaß und gegenüber dem einzuschrumpfenden Zapfen Untermaß aufweist, worauf zwecks weiteren Aufweitens der Bohrung Drucköl in den Sitz zwischen Bohrung und Hilfszapfen eingepreßt und anschließend der einzuschrumpfende Zapfen unter stirnseitiger Anlage am Hilfszapfen eingepreßt und der Hilfszapfen hierdurch ausgetrieben wird.
• Der Hilfszapfen wird also bei dem Verfahren nach der Erfindung lediglich als Hilfe benutzt, um die Bohrung zunächst um ein geringes Maß aufzuwehen. Nach Beendigung der Schrumpfung sitzt der Hilfszapfen nicht mehr in der Bohrung. Das Übermaß des Hilfszapfens gegenüber der Bohrung ist so groß gewählt, daß die Gefahr der Verletzung der Sitzflächen beim Eintreiben nicht zu befürchten ist. Durch die Aufgabe des Drucköles bei eingesetztem Hilfszapfen wird die Bohrung so weit aufgetrieben, daß auch das Eintreiben des einzuschrumpfenden Wellenzapfens ohne Verletzung der Sitzflächen vor sich gehen kann. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird das Eintreiben des Hilfszapfens ebenfalls unter Aufweiten der Bohrung durch Drucköl vorgenommen. Um dieses zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, in dem die Bohrung aufweisenden Teil mehrere auf die Länge der Bohrung verteilte Ölaustrittsöffnungen vorzusehen, die getrennt voneinander an den Druckölerzeuger angeschlossen werden l@önnen, so daß es beim Einpressen des Hilfszapfens unter Benutzung dieser Ausbildung der Ölzuleitung möglich ist, stufenweise jeweils auf die mit fortschreitender Eindringtiefe des Hilfszapfens durch diesen abgedeckten Olaustrittsöffnungen Drucköl zu geben.
• Versuche mit diesem Verfahren haben es ermöglicht, einen Wellenendzapfen mit dem Nenndurchmesser von 25o mm und einem Schrumpfübermaß von 0,45 mm unter Anwendung eines Hilfszapfens von 0,04 mm Übermaß gegenüber der Bohrung ohne Schwierigkeiten einzutreiben, wobei zum Eintreiben des Hilfszapfens und des Wellenendzapfens ein Preßdruck in der Größe von nur etwa 35 t notwendig war. Das für das Eintreiben des Zapfens, insbesondere beim Zusammenbau von gebauten Kurbelwellen, entwickelte Verfahren läßt sich auch zum Austreiben eines eingeschrumpften Zapfens anwenden, wobei erfindungsgemäß in der Weise vorgegangen wird, daß unter Aufgabe von Drucköl der Wellenzapfen durch Eintreiben des Hilfszapfens ausgetrieben wird.
• Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Fig. i bis 3 ein Stück einer Kurbelwange -mit Bohrung (Fig. i), der Hilfszapfen (Fig. z) und der einzuschrumpfende Endzapfen einer Kurbelwelle (Fig. 3) dargestellt. Die Bohrung i in der Kurbelwange hat den Nenndurchmesser D. Der Hilfszapfen 3, dessen Länge mindestens gleich der Länge der Bohrung ist, hat einen Durchmesser D1, der größer ist als der Durchmesser D. Der einzuschrumpfende Wellenendzapfen 4 hat gegenüber dem Durchmesser D der Bohrung l einen Durchmesser Dz entsprechend dem gewünschten Schrumpfübermaß, wobei der Durchmesser D, gegenüber dem Durchmesser D1 des Hilfszapfens ebenfalls größer ist.
• In - der Wange sind ölzuführungskanäle 5, 6 und 7 vorhanden, die voneinander getrennt nach außen geführt sind und zu den Ölaustrittsöffnungen 8 bzw. 9 bzw. io führen.
• Der Zusammenbau geht in folgender Weise vor sich: Zunächst wird der Hilfszapfen 3, der ein verhältnismäßig geringes Übermaß besitzt, so weit eingetrieben, daß er die ölaustrittsöffnungen io abdeckt. Dann wird auf den Ölzuführungskanal 7 Drucköl gegeben, der Hilfszapfen 3 weiter vorgetrieben, bis er die ölzuführüngsöffnungen 9 abdeckt, worauf diese ülzuführungsöffnungen über den Kanal 6 ebenfalls mit Drucköl gespeist werden usw. Nach fertigem Eintreiben des Hilfszapfens 3 wird unter Aufgabe von Drucköl auf alle Ölzuleitungskanäle der Zapfen 4 eingepreßt, wobei sich die Stirnfläche der beiden Zapfen 3 und 4 voreinanderlegen, so daß gleichzeitig der Hilfszapfen 3 ausgetrieben wird.
• Beim Austreiben des eingeschrumpften Wellenendzapfens 4 ist der Vorgang umgekehrt. Es wird zunächst auf alle Ölzuleitungen 5, 6 und 7 Drucköl gegeben und der Hilfszapfen 3 eingetrieben, der den Zapfen 4 vor sich her aus der Bohrung heraustreibt. Zum Entfernen des Hilfszapfens 3 wird dieser dann mittels eines besonderen Stempels von einem Durchmesser, der kleiner als der Bohrungsdurchmesser D ist, ausgetrieben, wobei man nach und nach entsprechend der Stellung des Hilfszapfens den ölzuluß zu den Kanälen 5, 6 und 7 abstellt.
• Bei der Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung tritt beim Eintreiben das Drucköl an den Rändern der Bohrung aus, was aber, wie die Versuche ergeben haben, ohne irgendwelchen Schaden -geschehen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Einschrumpfen eines Zapfens in eine Bohrung, insbesondere des Wellenendzapfens in die Bohrung der Wange einer gebauten Kurbelwelle; durch Einpressen des Zapfens und unter Aufweiten der Bohrung durch Einführen von Drucköl in den Sitz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfszapfen in die Bohrung eingepreßt wird, der gegenüber der Bohrung geringes Übermaß und gegenüber dem einzuschrumpfenden Zapfen Untermaß aufweist, worauf zwecks weiteren Aufweitens der Bohrung Drucköl in den Sitz zwischen Bohrung und Hilfszapfen eingepreßt und anschließend der einzuschrumpfende Zapfen unter stirnseitiger Anlage am Hilfszapfen eingepreßt und der Hilfszapfen hierdurch ausgetrieben wird. z. Ausbildung der Ölzuleitungskanäle in dem die Bohrung aufweisenden Teil zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch mehrere auf die Länge der Bohrung verteilte Austrittsöffnungen für das Drucköl mit Speisemöglichkeit für jeden einzelnen Ölzuleitungskanal. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einpressen des Hilfszapfens unter Benutzung der Ausbildung nach Anspruch a stufenweise jeweils auf die mit fortschreitender Eindringtiefe des Hilfszapfens durch diesen abgedeckten Ölaustrittsöffnungen Drucköl gegeben wird. q.. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 3 zum Austreiben des eingeschrumpften Wellenzapfens in der Weise, daß unter Aufgabe von Drucköl der Wellenzapfen durch Eintreiben des Hilfszapfens ausgetrieben wird.