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Vorrichtung zum Halten des Kolbens für den Ein- und Ausbau des Kolbenbolzens
Beim Einbau des Kolbenbolzens in den Kolben wird der Kolben in heißem Wasser bzw.
heißem Öl oder in einem eigens dafür vorgesehenen Wärmeofen angewärmt, dann zumeist
von Hand mit einem Lappen festgehalten und der Kolbenbolzen in das Kolbenauge eingeführt.
Infolge der zwar durch den Wärmedehnungsunterschied der beiden Materialien erweiterten,
jedoch engen Passung zwischen Kolbenauge und Kolbenbolzen setzt sofort ein Wärmeübergang
von dem seiner größeren Masse wegen länger warm bleibenden Kolben zu dem seiner
kleineren Masse wegen sich rasch abkühlenden Kolbenbolzen ein. Dies führt sehr oft
zu einem Schrumpfen des Kolbenauges, bevor der Kolbenbolzen durch die Lagerbuchse
im Pleuel ganz in das gegenüberliegende Kolbenauge eingeführt wurde. Greift dann
der Monteur zum Hammer, so wird das eine Ende des Kolbenbolzens gestaucht und die
vom Konstrukteur vorgeschriebene Passung schon bei der Montage zerstört. Somit ist
von vornherein die Ursache für spätere Mißhelligkeiten beim Betrieb des Motors gegeben.
Um diesem Übel abzuhelfen, werden in der Serienmontage zwar Kolbenbolzenpressen
angewendet, doch -wird durch diese Pressen allenfalls das Stauchen des Kolbenbolzens
vermieden, jedoch nicht das allzu rasche Abkühlen des Kolbenauges, so daß also auch
beim Preßvorgang die Paßfläche durch die Stirnkanten des Kolbenbolzens abgeschabt
wird und später, wenn der Kolben sich im Betrieb erwärmt, ein unzulässiges Spiel
zwischen Kolbenauge und Kolbenbolzen auftritt, welches zum Ovalschlagen des Kolbenauges
durch den Kolbenbolzen führt. Sehr oft kommt es vor, insbesondere
im
Reparaturfall, daß der Kolbenbolzen nicht gerade an das Kolbenauge angesetzt wird
und sich infolgedessen verkantet und frißt. Das Nachrichten geschieht selbst dann,
wenn der Kolben mit der Lötlampe oder dem Schweißbrenner nochmals erhitzt wird,
unter Gebrauch des Hammers, und ein Beschädigen des auf Passung gearbeiteten Kolbenauges
ist die Folge. Das Anwärmen des Kolbens mit der Lötlampe oder mit dem Schweißbrenner
wird häufig nicht mit der erforderlichen Sorgfalt durchgeführt, so daß die Kolbenringe
ausgeglüht werden. Sehr häufig wird beim Anwärmen der Kolben sich verziehen. ' Es
braucht wohl kaum erwähnt zu werden, daß das bisher angewandte Verfahren in jeder
Hinsicht unbefriedigend ist, indem einerseits der *Mönteur gezwungen ist, mit den
heißen Teilen herumzuhantieren und sich die Hände verbrennt, andererseits die vorherige
Erwärmung durch das Hantieren mit kalten Vorrichtungen und kalten Werkzeugen wieder
zunichte gemacht wird und ein genaues Arbeiten kaum möglich ist.
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Die bekannten Vorrichtungen zum Einsetzen des Kolbenbolzens stellen
Abwandlungen der Kolbenhaltemanschetten oder der Zieh- oder Druckpressen dar. Anstatt
einer einfachen Haltemanschette wird auch eine mit einer zangenähnlichen Spannvorrichtung
kombinierte Haltemanschette benutzt. Diese Vorrichtungen sind aber nicht geeignet,
die erwähnten Nachteile zu vermeiden oder zu überwinden.
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Erfindungsgemäß dient zum Halten des Kolbens eine Zange, die kreisbogenförmig
gekrümmte Haltebacken aufweist, die mit einer Heizung versehen sind. Dadurch kann
der von ihnen umfaßte Kolben auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden, wobei
gegebenenfalls an sich bekannte Mittel zur Temperaturregelung und zur Temperaturmessung
mit der Zange verbunden sind. -Die Zange nach der Erfindung ist in den Zeichnungen
bespielsweise beschrieben, in welchen Fig. i die Aufsicht auf eine erfindungsgemäße
Vorrichtung mit elektrischer Backenbeheizung zeigt, wobei eine Haltebacke aufgeschnitten
dargestellt ist, um die Anordnung der Heizwicklung zu zeigen, Fig. 2 einen Schnitt
längs der Linie II-II der Fig. i zeigt, wobei ein' Teil der inneren Backenwandung
weggelassen ist, um die Lage der. Heizwicklungen zu zeigen, Fig. 3 eine abgewandelte
Form der Zange nach der Erfindung zeigt, Fig. 4 eine weitere abgewandelte Form der
Zange nach der Erfindung zeigt, Fig. 5 die Teilansicht einer Haltebacke einer bestimmten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, Fig. 6 die Gelenkbolzenlagerung
einer bestimmten Ausführungsform der Zange nach der Erfindung zeigt, Fig. 7 eine
weitere Abwandlung der Zange nach der Erfindung zeigt und Fig.8 die erfindungsgemäße
Anordnung eines Temperaturmeßinstrumentes in Verbindung mit der Zange nach der Erfindung
zeigt.
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Es wird zunächst bemerkt, daß nach dem Erfindungsgedanken das Beheizen
der Haltebacken der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise durch Gas, Elektrizität,
ferner mittels durch die Backen hindurchgeleiteten heißen Wassers und endlich (bei
einer Ausführungsform der Zange nach der Erfindung für Zwecke, bei welchen Kolbenreparaturen
nicht in der Werkstatt, sondern mit im Fahrzeug mitgeführten Werkzeug ausgeführt
werden müssen) durch in den hohl ausgeführten Backen angeordnete Heizlampen erfolgen
kann, die mit flüssigem oder festem Brennstoff betrieben werden. Die Beschreibung
der Erfindung erfolgt an Hand einer bevorzugten Ausführungsform mit elektrischer
Beheizung, wobei von Fall zu Fall auf Besonderheiten der erwähnten anderen Ausführungsarten
hingewiesen wird.
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In Fig. i ist die Erfindung in Form einer Zange mit als einarmige
Hebel wirkenden Zangenschenkeln dargestellt, wobei die innen hohlen Haltebacken
i beiderseitig des Zangengelenkes ängeordnet sind. Die Backen sind kreisbogenförmig,
so daß sie sich an einem durch die strichpunktierte Linie 2 angedeuteten Kolben
von gleichem Radius anschmiegen. Es wird bemerkt, daß die Backen auch für Kolben
verwendet werden können, deren Radien von dem Backenradius leicht abweichen, da
bei geringen Radienunterschieden noch ausreichend Anschmiegefläche vorhanden ist,
um einen guten Wärmeübergang von den beheizten Backen auf den Kolben zu gewährleisten.
Die Backen i sind vorzugsweise,, wie in Fig. i und 2 dargestellt, aus Blech derart
gebildet, daß zwei kräftige Blechbänder 3 an einem Ende mit entsprechenden Blechbändern
4 der Gegenbacke durch Gelenkbolzen 5 verbunden sind. Die Bänder 3 und 4 sind am
anderen Ende, wie bei 6 dargestellt, Z-förmig abgebogen und mit massiven Schenkelteilen
7 durch Niete 8 fest verbunden. Statt der Nietung kann auch Punktschweißung oder
eine andere Verbindungsart vorgesehen sein, die eine starre Verbindung zwischen
den Blechen 3 bzw. 4 und den Schenkeln 7 gewährleistet. Durch die Blechstreifen
3 und 4 werden sowohl obere als auch untere Wandungen eines Gehäuses gebildet, dessen
Seitenwandungen durch ein fest mit ihnen verbundenes Verbindungsblech 9 und durch
die abgebogenen Teile 6 der Blechstreifen bzw. die Endfläche der Schenkel 7 gebildet
werden. Die dem Kolben 2 zugekehrte Backenwandung wird durch ein dünnes Blech io
gebildet, welches ebenfalls fest mit den oberen und unteren Wandungen 3 sowie mit
den Seitenwandungen 9 und 6 verbunden ist. Als Rückwand bzw. Außenwand der Backen
dient ein entsprechend der Backenrundung gebogenes Blech i i, welches mit zwei abgewinkelten
Endteilen 12, um die Seitenwandungen 9 und 6 herumgeklemmt und somit abnehmbar mit
denselben verbunden ist. Es wird bemerkt, daß diese Ausbildung der Hohlbacke i beispielsweise
angegeben wurde und daß dieselbe auch
durch ein Gußstück oder ein
Formschmiedestück gebildet sein kann. Die Enden 13 der Schenkelteile 7 stecken zweckmäßig
in wärmeisolierenden Griffen 1q.. Die Schenkelteile 7 können aber auch zu Handgriffen
verlängert sein. In den als Hohlkörper ausgebildeten Backen i ist die Backenheizung
untergebracht, die bei dem in Fig. i und 2 dargestellten Beispiel die Form eines
elektrischen Heizkörpers hat, welcher an ein Zuleitungskabel 15
angeschlossen
ist. Der Heizkörper besteht aus einem der Backenform angepaßten Keramikkörper 16,
in dessen gewundenen Kanälen 18 eine Heizwicklung 17 untergebracht ist. Die lichte
Weite zwischen der Heizwicklung 17 und der Innenwandung io ist so klein als möglich
gewählt. Der Anschluß der Heizwicklung 17 an das Speisekabel 15 erfolgt über Klemmen
i9 und Verbindungslitzen 2o, die durch die in der Nähe des Zangengelenkes 5 angeordnete
Seitenwand 9 hindurchgeführt sind. Dadurch wird einerseits vermieden, daß das Zuleitungskabel
15 beim Arbeiten stört, und andererseits wird verhütet, daß das Kabel 15 bzw. die
Zuführungslitzen :2o durch die heißen Backen i oder den heißen Kolben 2 erwärmt
und die Isolierung beschädigt wird. Die Stromzuführung kann jedoch auch durch einen
der Griffe 14 hindurch erfolgen. Soll die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Gas
beheizt werden, so sind in den hohlen Backen i anstatt der elektrischen Heizkörper
16,17 Düsenträger angeordnet, deren Düsen so bemessen und so eingerichtet sind,
daß ein Erwärmen der Wandung io stattfinden kann. In diesem Fall müssen in der Wandung
i i Öffnungen zum Anzünden der Gasflamme sowie zum Luftzutritt angebracht sein.
Zweckmäßig ist eine dauernd brennende Zündflamme angeordnet. Die Gaszuführung erfolgt
durch Zuführungsschläuche, die an gleicher Stelle und in gleicher Weise angeordnet
sind wie die Zuführungskabel 15, 2o bei der elektrisch beheizten Anordnung. Soll
die erfindungsgemäße Vorrichtung mittels Heißwasser betrieben werden, so müssen
die Hohlbacken i wasserdicht ausgeführt sein und entsprechende Zu- und Ableitungsschläuche
an derselben Stelle und in derselben Art wie die Kabel 15, 2o angeordnet sein, durch
welche das Heißwasser durch Gefälle oder vermittels einer Pumpe hindurchgetrieben
wird. Bei der Ausführungsform der Erf ndung, deren Verwendung unabhängig von einer
Werkstatt möglich ist, sind in den hohlen Backen Lampen untergebracht, die beispielsweise
mit Benzin oder Hartspiritus betrieben werden können und deren Brenner so angeordnet
sind, daß die Flammen die Wandung io erhitzen.
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An den Enden der Griffe 14 können Haken 21 angebracht sein, über welche
sich beispielsweise eine endlose Gummischlaufe oder eine von einer Federspirale
gebildete endlose Schlaufe zum Zusammenspannen der Griffe spannen läßt.
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Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei
welcher die Backen durch zusätzliche Gelenke 22 gelenkig unterbrochen sind, wodurch
sich ein besseres Anschmiegen der Backen an verschiedene Kolbendurchmesser ergibt.
Der Kolben ist in der Abbildung durch die strichpunktierte Linie 23 angedeutet.
Die einzelnen bogenförmigen Teilstücke der Backen sind mit 24 bezeichnet. Die Heizenergiezufuhr
für die abseits der Zuleitung 15 gelegenen Backen wird durch Überbrückungsleitungen
25 sichergestellt.
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Fig. q. zeigt die Erfindung in ihrer abgewandelten Form als Kreuzzange,
wobei die Heizenergiezufuhr durch eine Zuführungsleitung 15' erfolgt, die in einen
Zangenschenkel 1q.' eingeführt ist, der ein Schaltmittel 26 zum Ein- und Ausschalten
der Heizenergie aufweist. Das Weiterleiten der Heizenergie zu den Haltebacken 27
erfolgt über Überbrückungsleitungen 28. Der Kolben ist bei 29 angedeutet. Anstatt
eines festen Gelenkbolzens 5' kann bei dieser Ausführungsform der Erfindung auch
ein in mehrere Bolzenbohrungen versetzbarer Gelenkbolzen vorgesehen sein, um so
die bei Montagezangen bekannte verstellbare Maulweite zu erzielen. Eine solche Anordnung
kann auch für die Ausführung der Erfindung nach Fig. 3 von Vorteil sein.
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Bei den in den Fig. i bis 3 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
kann, falls die Zange so gehalten wird, daß sie die Mantelfläche des Kolbens erwärmt,
der Kolbenbolzen zwischen den beiden Gelenken 5 in den Kolben eingeführt werden,
wobei in den meisten Fällen auch das gegenüberliegende Kolbenauge durch den Zwischenraum
zwischen den beiden Griffen 14 bzw. den Schenkeln 7 hindurch zugänglich ist. Bei
einer in Fig.5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Haltebacke mit
einer Bohrung 29 versehen, deren Durchmesser so gewählt ist, daß der Kolbenbolzen
bequem hindurchtreten kann. Die Bohrung 29 kann gegebenenfalls als Einführungslehre
für den Kolbenbolzen ausgebildet sein. Nach einer weiteren Abwandlungsform der Erfindung
können auch beide Backen mit einer dementsprechenden Bohrung versehen sein, die
entweder gleiche oder verschiedene Durchmesser haben können.
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Gemäß einem weiteren Abwandlungsmerkmal der Erfindung kann die Innenwange
einer Backe eine Bohrung 30 aufweisen, durch welche ein Fühler 31 aus dem
Backeninnern federnd herausragt. Dieser Fühler ist erfindungsgemäß mit einem Schalter
so verbunden, daß beim Umfassen des Kolbens durch die Backe die Heizenergiezufuhr
eingeschaltet wird, während dieselbe beim Loslassen wieder ausgeschaltet wird.
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Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Gelenkbolzen
5" in Schlitzlöchern 31 mindestens einer Backe geführt ist, so daß infolge der beim
Umfassen des Kolbens durch die Backen auftretenden Verschiebung des Gelenkbolzens
5" dieser in den Schlitzlöchern 31 verschoben wird. Zwischen den beiden Backen ist
in einem Halterungskörper 32 ein Druckknopfschalter 33 für die Heizenergiezufuhr
angeordnet. Das Betätigen des Druckknopfes 34 durch den sich verschiebenden Gelenkbolzen
5" erfolgt unter Zwischenschaltung einer bei 35 am Halterungskörper 32 schwenkbar
gelagerten Zunge 36 in der Weise, daß beim Verschieben
des Bolzens
5" die Heizenergiezufuhr eingeschaltet und beim Lösen der Backen ' dieselbe wieder
ausgeschaltet wird.
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Fig. 7 zeigt eine Hälfte einer Heizbacke für eine erfindungsgemäße
Vorrichtung ähnlich der in Zig. i und 2 dargestellten Ausführungsform, bei der jedoch
in der Hohlbacke 37 eine Anzahl einzelner, zwischen Führungen 38 radial verschiebbarer
Heizelemente 39 angeordnet ist, die durch Federn 40 radial auf den Kolben zu gedrückt
werden. Um das Herausfallen der Heizelemente 39 zu verhindern, sind dieselben mit
Nasen 41 versehen, die in Ausnehmungen 42 der Führungen 38 gleiten. Ein mit 39'
bezeichnetes Heizelement ist in Fig. 7 im Schnitt dargestellt und zeigt, daß bei
dieser Anordnung, die sich für. elektrische Beheizung eignet, -die Heizspiralen
43 parallel zur Kolbenachse angeordnet sind. Der Vorteil dieser Ausführungsform
besteht darin, daß die Elemente 39 sich federnd auf die Kolbenfläche auflegen und
so. eine gute Erwärmung des mit 44 bezeichneten Kolbens sicherstellen.
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Fig. 8 zeigt die erfindungsgemäße Befestigung eines an sich bekannten'Temperaturfühlers
an der Haltevorrichtung gemäß der Erfindung. In der Nähe des Gelenkes 45 der Zange
sind zwei kleine Lenker 46 parallelogrammartig angelenkt, die eine Hülse 47 halten.
Auf dem Gelenkzgpfen des Gelenkes 45 ist ebenfalls eine Hülse, in Fig. 8 mit 48
bezeichnet, befestigt. Beide Hülsen 47 und 48 bilden die Führung für ein Röhrchen
49, welches bei 5o einen Bund aufweist, mit welchem es an der Hülse 47 anliegt.
Zwischen dem Bund 50 und der -Hülse 48 ist eine Schraubenfeder 51 angeordnet,
mit deren Hilfe das Röhrchen 49 radial an den zu haltenden Kolben gedrückt wird.
In dem Röhrchen 49 ist das Meßorgan eines Temperaturmeßinstrumentes untergebracht,
dessen temperaturempfindliche Fühlerzelle mit der Anlagefläche 52 des Röhrchens
49 in gut wärmeleitender Verbindung steht. Als Temperaturmeßinstrument kann ein
Quecksilberthermometer dienen. Bei Verwendung eines bekannten elektrischen Temperaturmeßinstrumentes
ist die Fühlerzelle über ein Kabel 53, gegebenenfalls über einen Verstärker, mit
einem Anzeigeinstrument verbunden.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Kolben in einer bestimmten
Lage gehalten werden, ohne daß der Monteur sich die Finger verbrennt. Weiterhin
wird der Kolben gleichmäßig auf einer bestimmten Temperatur gehalten, die gegebenenfalls
vermittels eines -Anzeigeinstruments laufend kontrolliert werden kann.
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Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung, welche insbesondere
bei Arbeiten an Kolben mit verschiedenem Durchmesser Anwendung finden sollen, dürfte
eine leicht parabolische Krümmung der Backen von Vorteil sein.