JPS6349330A - 部材を中空体上に取付ける方法及び装置 - Google Patents

部材を中空体上に取付ける方法及び装置

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JPS6349330A
JPS6349330A JP62199272A JP19927287A JPS6349330A JP S6349330 A JPS6349330 A JP S6349330A JP 62199272 A JP62199272 A JP 62199272A JP 19927287 A JP19927287 A JP 19927287A JP S6349330 A JPS6349330 A JP S6349330A
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JP
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expansion
area
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JP62199272A
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ヘルベルト・クリツプス
ミロスラフ・ポドルスキイ
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Balcke Duerr AG
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Balcke Duerr AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、初期状態において、部材に形成されている開
口の内径を、部材の取付けのため中空体に設けられる面
の外径より大きくし、開口を備えた１つ又は複数の部材
を中空体上に、なるべくカム、軸受環及び／又は駆動素
子を中空軸に取付ける方法及び装置に関する。
〔従来の技術〕
種々の技術分野において、複雑な部材を切削加工する代
りに、基本構造部品上に適当に形成された付加部材を取
付けて、構造部品の外形を安価なやり方で形成すること
によって、これらの部材を製造することは公知である。
基本構造部品への付加的な構造部品の取付けは溶接、ろ
う着、収縮（焼はめ）又は接着により行なわれる。
製造すべき構ａ部品の材料及び／又は重１を節約しよう
とする場合、中空体も基本構造部品として頻繁に使用さ
れる。この場合も初期状態において、中空体上へ取付け
るべき部材の開口は、中空体の取付は個所より大きいの
で、海付けが行なわれる前に、それぞれの部材が中空体
上の所定の位置へもたらされる。
溶接及びろう着の際特に中空体の局部熱応力が生じて、
制御の困難な望ましくない変形又は変化を生ずることが
ある。接普による取付けは、接触面が接着剤で完全にぬ
れているかどうかについて確信がないという欠点を持っ
ている。
収縮方法では、支持個所の外径と収縮すべき部材にある
開口の内径とを高い精度で形成して、所望の保持に必要
な小さい公差を満たさねばならない。温度差により得ら
れる直径差は、部材間の温度急変、熱膨張係数及び部材
の半径に比例する。互いに結合すべき部材の弾性変形は
半径の２乗に比例し、実際に得られる温度差は曝られて
いるので、多くの場合特に特定の材料組合わせでは、不
充分な付着しか得られない。特に製造された部材に運転
により生ずる温度差では、収縮された部材がゆるむ可能
性がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の基礎になっている課題は、中空体の過大応力や
部材のゆるむ危険なしに、中空体上に部材を確実に取付
ける方法及び装置を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この５題を解決するため本発明の方法によれば、中空体
上へ部材をはめる前に、部材の加熱又は中空体の冷却に
より温度差を生じ、少なくとも取付は個所の範囲におけ
る中空体の拡張と続いて行なわれる温度平衡による部材
の収縮とによって、各部材を中空体上に取付ける。中空
体の甚張は、本発明の別の特徴によれば、圧力装体を入
れることによりなるべく液圧で行なわれるが、爆発、電
気−液圧拡張又は磁力によっても行なうことができる。
拡張により中空体は塑性変形するので、取付けるべき部
材にある開口の内径及び中空体上にある支持個所の外径
に関して、非常に粗い公差を維持しさえすればよく、そ
れにより製造費が減少される。中空体の拡張により部材
の摩擦取付けもかみ合い取付けも行なわれ、液圧拡張の
際それぞれ必要な保持力を得るのに必要な変形力は、適
当なパラメータの選択により簡単゛に発生される。拡張
により得られる保持力は、中空体を包囲する部材の大き
い弾性戻り変形のため生ずる。高温の取付は部材と低温
の中空体との間に温度平衡が行なわれる場合、拡張に続
いて収縮過程が行なわれることによって、この保持力が
高められる。このため本発明による方法は外被や軸受金
のような薄刃部材の取付けにも適しているが、これらの
部材では、中空体の拡張後の弾性戻り変形が不充分な付
着結合しか生じない。本発明による方法では、保持力は
拡張パラメータ、温度差及び結合すべき部材の材料の熱
膨張係数の関数である。これら３つのパラメータは所望
の付着では変化し、既知の材料性質。
のため予めｉｔ算可能である。従って全体として中空体
上への部材の繰返し精確な取付けが行なわれ、方法に僅
少な費用しか必要としないので、少ｉｔ生産でもこの方
法を安価に実施することができる。
複数の異なる部材を１つの中空体上に取付ける場合、本
発明の別の特徴によれば、個々の部材の取付は個所の範
囲において中空体を異なる圧力又はパラメータで拡張す
ることができる。
本発明による装置は、軸線方向に沿って少なくとも２分
割されるダイス型が、中空体及び取付けるべき部材のた
めのそのつどの膨張に合わされる切欠きと、部材間にあ
る中空体の区域のための支持面とを備えていることを特
徴としている。高い温度を持つ部材を備えた中空体は開
いたダイス型へ挿入され、それにより同時に中空体上に
おける部材の精確な位置ぎめが行なわれる。ダイス型の
閉鎖後、例えば所定の圧力の圧力媒体が中空体へ導入さ
れるので、中空体は部材の取付は個所の範囲を拡張され
る。中空体と取付けるべき部材との結合面の形状に応じ
て、この拡張により摩擦結合及び／又はかみ合い結合が
行なわれる。
ダイス型を開いた後、完成段階で製造される完成＃ｌ構
造部品取出され、高温の部材と低温の中空体との間で温
度が平衡すると、拡張中もそれに続いても収縮過程が行
なわれる。
本発明によるこのダイス型を使用すると、１つだけの圧
力しかもｆｌｋＫの必要な圧力で、すべての部材を中空
体上に取付けることが可能である。なぜならばダイス型
が比較的弱い構造部品例えば取付けるべき部材の間にあ
る中空体区域の支持を引受けるので、この区域が過大応
力に対して確実に保護されるからである。
本発明の別の実施態様では、中空体へ導入可能な心金の
表面上に、取付けるべき部材の軸線方向長さに対応する
密Ｍ環対が設けられ、心金がこれら密封環対の間に少な
くとも１つの圧力逃し通路を備えている。’ａＭ環対に
より、中空体の拡張がダイス型の取付は範囲に限定され
る。
これらの範囲の間における中空体の拡張を防止するため
、心金は密封環対の間に圧力逃し通路を持ち、この圧力
逃し通路が中空体のこの区域における望ましくない圧力
確二を防止する。
〔実施例〕
図面には製造すべき構造部品の４つの実施例と付属する
装置とが示されている。
第１図ないし第３図による第１実施例は、ダイス型２の
中心切欠きへ挿入される円形断面の円筒状中空体】を示
している。このダイス型２は、対向する縦辺にフランジ
２Ｃを備えた２つのダイス型部分２ａ及び２ｂから成っ
ている。これらのダイス型部分２ａ及び２ｂは、第２図
及び第３図に仮移動可能なりランプ３により示すように
、フランジ２Ｃを介して互いにクランプ結合されている
。
中空体１をダイス型２へ挿入する前に、第１区による実
施例では、中空体ｌ上へ予め加熱されている４つの部材
４．５．６がはめられる。これらの部材４．５．６のた
めにも、ダイス型部分２ａ及び２ｂにはそれぞれ対応す
る切欠きが形成されているので、部材４．５．６を備え
た中空体ｌをダイス型２へ挿入した後、中空体１に対す
る部材４．５．６の規則正しい対応関係が得られる。
第１図ないし第３図のそれぞれ右半分かられかるように
、部材４．５．６に形成される開口は、初期状態では中
空体１へのその取付は個所より大きい。図示した実施例
では、部材４及び６にある開口は、その個所における中
空体ｌの外径より少し大きい直径を持つ円形である。部
材５にある開口は、第３図かられかるように、この個所
における中空体ｌの外径より大きい辺長を持つ正方形で
ある。
両方のダイス型部分２８及び２ｂを閉じた後、ダイス型
２の中心開口は両端を閉鎖される。実施例ではこれは、
一端では密尉片７により密甜される閉鎖栓８によって行
なわれる。他端には接続片９が使用さｎ１同様に密肘片
７により密尉されている。接続片９にある穴９ａを通し
て今や圧力媒体が中空体へ入れられて、中空体ｌが特に
部材４，５＋　６の取付は個所の範囲で拡張され、それ
により同時に中空体ｌと部材４，５゜６との固定的結合
が行なわれる。部材４及び６と中空体１との結合は大体
において摩擦結合であるが、部材５の取付けでは付加的
なかみ合い結合が行なわれる。なぜならば中空体１は、
部材５の正方形５σ口の範囲において、中空体１上にあ
る部材５の大きいねじりモーメントに抗してかみ合いが
生じているからである。
部材４，５＋　６の切欠きの間においてダイス型部分２
ａ及び２ｂに支持面２ｄを形成して、圧力媒体の作用の
際これらの範囲で中空体ｌが望ましくないように膨張す
るのを防止することができる。
閉鎖栓８及び接続片９を軸線方向に引出し、クランプ３
を側方へ引抜き、またダイス型２を開いた後、中空体１
をその上に取付けられた部材４．５．６と共に取出すこ
とができる。ダイス型２は次の加工過程のために使用可
能である。
弘張過程中と、中空体ｌをその上に取付けられた部材４
．５．６と共に取出した後にも、高温の部材４．５．６
と低温の中空体ｌとの間の温度平衡が行なわれる。これ
により収縮過程が行なわれて、液圧拡張により生ずる保
持力に加えて、冷却過程において部材４．５．６の開口
の内径の減少から生ずる保持力を生じ、この保持力は温
度差、材料の熱膨張係数及び部材の幾何学的寸法に関係
する。部材４．５．６の加熱の代りに又はこれに加えて
、この付加的な保持力を生ずるため、中空体ｌの冷却も
行なうことができる。
第４図及び第５図による第２実施例では、円形断面の円
筒状中空体Ｉ上に４つの部材１０及び１１が取付けられ
る。中空体１へ導入可能で初期状態における中空体】の
内径より少し小さい外径を持つ心金１２によって、取付
けが行なわれる。部材１０．１１の取付は個所において
、１！！！！ｇ対１３が心金１２上に設けられている。
各密封環対１３はその間に拡張空間を形成し、この空間
は接続通路１２ａにより心金の中心圧力通路１２ｂに接
続されている。この中心圧力通路１２ｂへ圧力媒体を導
入することにより、それぞれ密封環対１３の間で中空体
ｌの適当な拡張が行なわれる。密封環対１３の間にある
中空体ｌの区域が確実に圧力を印加されるようにするた
め、これらの区域はそれぞれ圧力逃し通路１２ｃにより
大気に接続されている。第５図の端面図かられかるよう
に、部分拡張により中空体ｌ上に取付けられる部材１１
は、−皿のクランクとして描成され、その固定部分１１
ａは中空体１上に取付けられた部分ｌ】に対して玉１１
ｂにより回転可能である。この実周例においても、付加
的な収縮過程は第１実施例について述べたように行なわ
れる。
第６図の第３実施例は円錐状中空体ｌを示し、この中空
体上に環駄部材１４が取付けられる。
取付けは、再び２つのダイス型部分２ａ及び２ｂから成
り中空体１及び部材１４用の切欠きを６゛ｕえたダイス
型２により行なわれる。部材１４の取付けはこの部材の
取付は範囲における液圧拡張により行なわれ、この場合
環状部８１４と中空体１との間の小さい直径の範囲に隆
起が形成されて、円錐状中空体１上の部材１４が滑り落
ちるのを防止し、その際付加的な収縮過程を生ずるため
、部材１４が予め加熱される。
以後に第７図及び第８図による第４実施例は前述した方
法により複数の中空体ｌをそれぞれ１つの部材１５によ
り互いに結合できることを示している。これに必要な取
付は過程のために中空体Ｉを予め加熱された部材１５と
共に、図面には示してない複数の部分から成るダイス型
へ挿入でき、このダイス型は中空体１及び部材１５用の
対応する切欠きと圧力媒体供給層通路とを備えているの
で、中空体ｌは部材１５の取付は個所の範囲でに張され
る。この場合異なる中空体１の拡張のため異なる圧力を
使用することが可能である。第７図の切断線ＶＩＩＩ−
ＶＩＩＩによる断面を示す第８図かられかるように、中
空体】は共通な面内に設ける必要がない。
実施例において述べた液圧拡張の代りに、爆発、電気−
液圧、又は機械力及び磁力によっても拡張過程を行なう
ことができる。更に図面に示したように貫通開口により
完全に中空体上にはまる部材を取付けるのみならず、中
空体の端部に設けられて盲穴によってのみ中空体端部上
に、　はまる部材を取付けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は４つの部材を備えた中空体の第１実、　施例用
の２分割ダイス型の縦断面図で、右半分に初期状態を示
し、左半分に最終状態を示し、第２図及び第３図は第１
図の切狩線ＩＩ−Ｉｆによる断面図で、再び右半分に初
期状態を示し、左半分に母材状態を示し、第４図は４つ
の部材を設けられる中空体の第２実施例の一部を切欠い
た側面図、第５図は第４図の矢印Ｖによる碧面図、第６
図はダイス型内にあって取付けるべき部材を持つ中空体
の第３実施例の縦断面図で、上半分に初期状態を示し、
下半分に最終状態を示し、第７図は取付けられる部材に
より互いに結合されている複数の中空体の第４実施例の
一部を切欠いた側面図、第８図は第７図の切断線ＶＩＩ
Ｉ−ＶＩＩＩによる断面図である。 １・・・中空体、２・・・ダイス型、２ａ１２ｂ・・・
ダイス型部分、２ｄ・・・支持面、４．５．６１１０．
１１゜１４１１５・・・部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　初期状態において、部材（４、５、６、１０、１１
    、１４、１５）に形成されている開口の内径を、部材の
    取付けのため中空体（１）に設けられる面の外径より大
    きくし、取付け過程を行なう前に、部材（４、５、６、
    １０、１１、１４、１５）を中空体（１）上の所定の位
    置へもたらす取付け方法において、中空体（１）上へ部
    材（４、５、６、１０、１１、１４、１５）をはめる前
    に、部材（４、５、６、１０、１１、１４、１５）の加
    熱又は中空体（１）の冷却により温度差を生じ、少なく
    とも取付け個所の範囲における中空体（１）の拡張と続
    いて行なわれる温度平衡による部材（４、５、６、１０
    、１１、１４、１５）の収縮とによって、各部材（４、
    ５、６、１０、１１、１４、１５）を中空体（１）上に
    取付けることを特徴とする、開口を備えた１つ又は複数
    の部材を中空体上に取付ける方法。 ２　圧力媒体を入れることにより中空体（１）を拡張す
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。 ３　複数の異なる部材（１５）の取付け個所の範囲にお
    いて、中空体（１）を異なる圧力で拡張することを特徴
    とする、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法
    。 ４　初期状態において、部材（４、５、６、１０、１１
    、１４、１５）に形成されている開口の内径を、部材の
    取付けのため中空体（１）に設けられる面の外径より大
    きくし、中空体（１）上へ部材（４、５、６、１０、１
    １、１４、１５）をはめる前に、部材（４、５、６、１
    ０、１１、１４、１５）の加熱又は中空体（１）の冷却
    により温度差を生じ、少なくとも取付け個所の範囲にお
    ける中空体（１）の拡張と続いて行なわれる温度平衡に
    よる部材（４、５、６、１０、１１、１４、１５）の収
    縮とによって、各部材（４、５、６、１０、１１、１４
    、１５）を中空体（１）上に取付ける装置において、軸
    線方向に沿って少なくとも２分割されるダイス型（２）
    が、中空体（１）及び取付けるべき部材（４、５、６、
    １４）のためのそのつどの膨張に合わされる切欠きと、
    部材間にある中空体（１）の区域のための支持面（２ｄ
    ）とを備えていることを特徴とする、部材を中空体上に
    取付ける装置。 ５　初期状態において、部材（４、５、６、１０、１１
    、１４、１５）に形成されている開口の内径を、部材の
    取付けのため中空体（１）に設けられる面の外径より大
    きくし、中空体（１）上へ部材（４、５、６、１０、１
    １、１４、１５）をはめる前に、部材（４、５、６、１
    ０、１１、１４、１５）の加熱又は中空体（１）の冷却
    により温度差を生じ、少なくとも取付け個所の範囲にお
    ける中空体（１）の拡張と続いて行なわれる温度平衡に
    よる部材（４、５、６、１０、１１、１４、１５）の収
    縮とによって、各部材（４、５、６、１０、１１、１４
    、１５）を中空体（１）上に取付ける装置において、中
    空体（１）へ導入可能な心金（１２）の表面上に、取付
    けるべき部材（１０、１１）の軸線方向長さに対応する
    密封環対（１３）が設けられ、心金がこれら密封環対（
    １３）の間に少なくとも１つの圧力逃し通路（１２ｃ）
    を備ていることを特徴とする、部材を中空体上に取付け
    る装置。
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