Verfahren zur Befestigung eines Maschinenteiles mit voller, ungeschlitzter Form an einer zylindrischen Fläche eines anderen Teiles sowie Maschinenteil zur Ausübung des Verfahrens 1 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines Maschinenteiles mit voller, ungeschlitzter Form an einer zylindrischen Fläche eines anderen Teiles, wel ches dadurch gekennzeichnet ist, dass die mit der zylin drischen Fläche zusammenwirkende Fläche des Maschi nenteiles mit unrundem Querschnitt ausgebildet wird, dessen Durchmesser des umgeschriebenen Kreises grösser ist als der Durchmesser der zylindrischen Fläche und dessen Durchmesser des eingeschriebenen Kreises klei ner ist als der Durchmesser der zylindrischen Fläche,
dass darauf der Maschinenteil mit der Fläche mit un rundem Querschnitt durch entsprechend zur zylindri schen Fläche des anderen Maschinenteiles auf vom Teil mit der zylindrischen Fläche entferntere Bereiche des Querschnittes wirkende Kräfte so weit deformiert wird, bis eine Zusammenfügung beider Teile möglich ist, dass darauf beide Teile zusammengefügt werden und dass schliesslich die deformierende Wirkung der Kräfte auf den Maschinenteil mit unrundem Querschnitt auf gehoben wird.
Der Maschinenteil mit voller, ungeschlitzter Form zur Ausübung des Verfahrens ist dadurch gekennzeich net, dass dessen mit der zylindrischen Fläche des anderen Teiles zusammenwirkende Fläche einen unrunden Quer schnitt aufweist, wobei der Durchmesser des umgeschrie benen Kreises des unrunden Querschnittes der Fläche grösser ist als der Durchmesser der zylindrischen Fläche, und der Durchmesser des eingeschriebenen Kreises des unrunden Querschnittes kleiner ist als der Durchmessar der zylindrischen Fläche.
Bisher wurden auf Teilen mit zylindrischen Flächen, z. B. den Aussenflächen von Wellen oder den Bohrungen von hohlen Teilen, andere Maschinenteile auf die. Weise befestigt, dass sie ebenfalls eine zylindrische Form er hielten, welche entweder durch eine geeignete Wahl der Passung die Befestigung gewährleistete oder welcher zusätzlich noch besondere Befestigungsteile, wie z. B. Schrauben, Keile, Stifte usw., zugeordnet wurden. Es sind auch schmale Stützringe, sogenannte Seegerringe, bekannt, die geschlitzt sind und in besonderen Nuten auf Wellen oder in Bohrungen untergebracht werden.
Diese Ausführungen sind teuer in der Herstellung und je nach der Art nach einer erfolgten Befestigung auch schwer zu lösen.
Die Erfindung hat die Schaffung eines Verfahrens und eines entsprechenden Maschinenteiles zum Ziel', durch welche es ermöglicht wird, Maschinenteile in ein facher Weise auf zylindrischen Flächen zu befestigen und, falls nötig, wieder zu lösen. Eine Ausführungsform betrifft einen ungeschlitzten Stützring, welcher für ver schiedene neuartige Anwendungen geeignet ist, keiner besonderer Nuten bedarf und trotzdem eine grössere Trag fähigkeit aufweist als die bekannten geschlitzten Ringe.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schema zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung, und zwar für auf zylindrischen Wellen be festigte Maschinenteile, Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Maschinen teil, Fig. 3 ein der Fig. 1 entsprechendes Prinzipschema, jedoch für in Bohrungen befestigte Maschinenteile, Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ausführung eines Maschinenteiles, Fig. 5 ein der Fig.
1 entsprechendes Prinzipschema für auf Wellen befestigte Maschinenteile, wobei jedoch die Deformation durch mehr als zwei Kräfte erfolgt, Fig. 6 eine Ausführung eines Maschinenteiles nach dem Prinzip der Fig. 5, Fig. 7 eine gemäss dem Verfahren hergestellte Befe stigung an Maschinenteilen, die Fig. 8 bis 10 weitere Ausbildungen der Maschi nenteile nach der Fig. 7, die Fig. 11 und 1.2 ein Beispiel der Anwendung von Ringen nach der Fig. 8,
Fig. 13 ein Beispiel der Anwendung des erfindungs gemässen Verfahrens bei einer Gewindemutter, Fig. 14 ein Beispiel der Anwendung des erfindungs gemässen Verfahrens zur Befestigung eines Nockens auf einer Nockenwelle. Die Fig. 1, 3 und 5 dienen der Erläuterung des Prinzips des erfindungsgemässen Gedankens. Dieses be steht darin, dass ein Maschinenteil mit einer Fläche mit urrundem Querschnitt durch geeignete Krafteinwirkung derart deformiert werden kann, dass sich dessen Quer schnittsforin z. B. einem Kreis nähert.
Bei einem Teil mit einer urrunden Bohrung kann durch von aussen wirkende Kräfte der kleinste Durch messer der Bohrung aufgeweitet werden, bei einem Teil mit urrunder Aussenfläche kann hingegen der grösste Aussendurchmesser verkleinert werden.
Ein in der Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie dargestellter elliptischer oder allgemein ovaler Ring 1 hat in unbelastetem Zustand die Durchmesser A und B, wobei der Durchmesser A kleiner ist als B. Unter der Einwirkung von Kräften P wird der Ring derart defor miert, dass das Mass 8 verkleinert, das Mass A jedoch vergrössert wird. Dabei bewegen sich Teile des Ringes 1 in der Richtung von Pfeilen y nach aussen. Bei der Dar stellung in der Fig. 1 ist die Deformation so gewählt, dass die ursprüngliche, urrunde Form zu einer Kreis form 1' mit einem Durchmesser D wird. Der Durch messer D ist dabei grösser als das ursprüngliche Mass A, jedoch kleiner als das ursprüngliche Mass B.
In der Fig. 2 ist eine praktische Anwendung dieser Erkenntnis dargestellt. In dieser Figur ist ein Ring 20 auf einer Welle 21 befestigt. Der Ring hat eine innere Öffnung, die im unbelasteten Zustand oval bzw. all gemein urrund ist. Der grössere Durchmesser der Öff nung des Ringes, welcher dem- Mass B aus der Fig. 1 entspricht, ist in urdeformiertem Zustand grösser als der Durchmesser Da der Welle 21. Der kleinere Durch messer der Öffnung des Ringes 20, welcher dem Mass A in der Fig. 1 entspricht, ist kleiner als der Durchmesser Da. In urdeformiertem Zustand ist es daher nicht mög lich, den Ring 20 auf die Welle 21 zu schieben.
Wenn jedoch der Ring durch Kräfte deformiert wird, welche den Kräften P in der Fig. 1 entsprechen, so ist es da durch möglich, die Differenz zwischen dem grossen und dem kleinen Durchmesser der urrunden Öffnung aus zugleichen und angenähert eine kreisrunde Öffnung zu erzielen. Bei dieser Deformation wird, wie bereits er wähnt, der kleinere Durchmesser der Öffnung des Rin ges 20 so vergrössert, dass es nunmehr möglich ist, den Ring 20 über die Welle zu schieben.
Die Durchmesser A, B des Ringes 20 sind nämlich so gewählt, dass der dem Durchmesser D entsprechende Durchmesser in deformiertem Zustand um ein geringes Mass grösser ist als der Durchmesser Da der Welle 21. Sobald die Ein wirkung der Kräfte P aufhört, versucht der Ring 20 wieder in seine ursprüngliche Form zu gelangen und klemmt sich auf der Welle 21 fest, wobei er auf diese mit einer Kraft einwirkt, die der Kraft P nahe kommt, wenn der dem Durchmesser D entsprechende Durch messer des deformierten Ringes nur wenig grösser ist als der Durchmesser Da.
Die Fig. 3 zeigt Verhältnisse, welche im wesentlichen der Fig. 1 entsprechen, jedoch für einen Teil gelten, der zur Befestigung in einer Bohrung bestimmt ist. In diesem Falle wirken die Kräfte P auf den Ring 1 von innen nach aussen, und zwar in der Richtung des kleineren Durchmessers A. Durch diese Kräfte wird wie beim Schema nach der Fig. 1 der Ring 1 derart deformiert, dass er die Form 1' eines Kreises erhält, wobei sich dessen Teile in der Richtung der Pfeile y verschieben.
In der Fig. 4 ist eine praktische Ausführung zum Schema nach der Fig. 3 dargestellt. In der Bohrung 31 eines Teiles 30 ist ein Ring 32 eingelegt, dessen Aussen form oval ist. Der grössere Durchmesser des Ovals ist grösser als der Durchmesser Di der Bohrung, der klei nere Durchmesser des Ovals ist jedoch kleiner als der Durchmesser Di der Bohrung 31.
Es ist daher nicht möglich, ähnlich wie beim Beispiel nach der Fig. 2 in urdeformiertem Zustand den Ring 32 in die Bohrung 31 einzuführen. Wenn jedoch der Ring durch Kräfte defor miert wird, welche den Kräften P nach der Fig. 3 ent sprechen, so wird dessen kleinerer Durchmesser ver grössert, dessen grösserer Durchmesser jedoch verklei nert. Bei geeigneter Wahl der Durchmesser ist es mög lich, den Ring in die Bohrung 31 einzuführen.
Sobald die Einwirkung der Kräfte aufhört, ist der Ring 42 be strebt, seine ursprüngliche Form einzunehmen und ver klemmt sich in der Bohrung 31.
Damit es auf einfache Weise möglich ist, die Kräfte P auf den Ring auszuüben, ist der Ring mit einer inneren ovalen Öffnung 33 versehen, die bezüglich der Differenz der Durchmesser und deren Richtung der äusseren Form des Ringes ähnlich sein kann. Wenn man in die Öffnung 33 :einen konischen Dorn mit rundem Querschnitt ein- führt, so berührt dessen Aussenfläche den Ring 32 zuerst an den Stellen des. kleineren Durchmessers der öff- nung 33.
Auf diese Weise entstehen selbsttätig die Kräfte P. Der Dorn kann dabei so weit in den Ring eingeführt werden, bis er rundherum in der Öffnung 33 aufliegt. Bei ähnlichen Ovalen dar Öffnung und der Aussenform bedeutet dies, dass gleichzeitig auch die Aussenform zu einem Kreis verformt wurde. Bei ge eigneter Wahl der Dimensionen ist es nun möglich, den Ring 32 aus der Bohrung 31 herauszuführen oder um gekehrt in diese Bohrung einzuführen.
Die Fig. 5 enthält ein Schema, welches der Fig. 1 entspricht, jedoch die Einwirkung mehrerer Kräfte P auf einen entsprechend geformten Ring zeigt. In dieser Figur ist strichpunktiert ein Ring 11 dargestellt, der in urverformtem Zustand drei gleichmässig am Umfang verteilte Erhebungen 12 und drei Vertiefungen 13 gegen über der Kreisform aufweist. Am Umfang des Ringes 11 wirken drei ebenfalls gleichmässig verteilte, d. h. um 120 versetzte Kräfte P.
Da sich das Schema auf einen Ring bezieht, der auf eine Welle aufziehbar sein soll, wirken die Kräfte P nach innen, d. h. zur Oberfläche der einzuführenden Welle, und zwar auf die Erhebungen 12, d. h. von der Welle entferntere Bereiche des Rin ges 11. Dadurch verschieben sich die Vertiefungen 13 wie beim Beispiel nach der Fig. 1 in der Richtung der Pfeile y nach aussen. Im urdeformierten Zustand weist der Ring 11 einen Durchmesser B des umgeschriebenen Kreises und einen Durchmesser A des eingeschriebenen Kreises auf.
Durch die Einwirkung der Kräfte wird der Ring 11 in eine runde Form 11' mit einem Durchmesser D gebracht, welcher um ein geringes Mass grösser ist als der Durchmesser Da der einzuführenden Welle.
Die Fig. 6 zeigt eine praktische Anwendung des Prinzips nach der Fig. 5. In diesem Falle ist ein Ring 40, dessen Form der Form des. Ringes 11 aus der Fig. 5 entspricht, auf einer Welle 41 mit dem Aussen durchmesser Da befestigt.
Analog zur Ausführung nach der Fig. 3 und 4 ist ein Ring mit der Form nach der Fig. 5 auch für Boh rungen anwendbar. In diesem Falle wirken die Kräfte P nach aussen, d. h. wieder zur zylindrischen Fläche des zusammenwirkenden Maschinenteiles, und zwar auf die vom Teil mit der zylindrischen Fläche entfernteren Be reiche, nämlich die Vertiefuneen 13.
In gleicher Weise ist es möglich, den Maschinenteil auch für die Einwirkung von mehr als drei Kräften aus zubilden.
In der Fig. 7 ist ein Ring dargestellt, welcher bei den Ausführungen nach den Fig. 2 oder 4 Verwendung finden kann. Der Ring 50 hat eine Aussenfläche 51 mit Durchmessern M, N und eine innere Öffnung, die durch eine Fläche 52 mit den Durchmessern O und P begrenzt ist. Der Ring nach der Fig. 7 kann in gleicher Weise zur Befestigung auf Wellen bzw. Zapften oder in Boh rungen dienen. Bei einer Befestigung auf einer Welle muss der Aussendurchmesser der Welle kleiner sein als das Mass O der Öffnung, jedoch grösser als das Mass P. Wenn anderseits eine Verwendung in einer Bohrung beabsichtigt ist, so muss der Durchmesser der Bohrung kleiner sein als das Mass M, jedoch grösser als das Mass N.
Der Ring nach der Fig. 8 ist, zusätzlich zur ovalen Form, entsprechend der Ausführung nach der Fig. 7 noch mit bogenförmigen Ausnehmungen 61 und 62 ver sehen. Die bogenförmigen Ausnehmungen haben dabei einen doppelten Zweck. Erstens ist es durch diese Aus nehmungen möglich, die Steifigkeit des Ringes an den Stellen der Ausnehmungen zu vermindern, so dass er bei einer bestimmten Dicke leichter zum Zwecke der Montage deformierbar ist. Ausserdem werden durch die Übergangsstellen der Ausnehmungen in. die ovale Aussen form Ecken 63 bzw. 64 gebildet, welche vorzugsweise scharf sind und sich in das Material des zylindrischen Teiles bei der Befestigung einschneiden.
Auf diese Weise wird die Haftfähigkeit des Ringes und gleichzeitig dessen Widerstandsfähigkeit gegen Verdrehung vergrössert. Zur Anschaulichkeit ist in der Fig. 8 noch strichpunktiert der innere ovale Querschnitt 65 eingezeichnet.
Die Fig. 9 zeigt einen Ring 70, welcher im wesent lichen dein Ring 50 aus der Fig. 7 entspricht, jedoch mit Öffnungen 71 versehen ist. Die Öffnungen haben eine Vergrösserung der Nachgiebigkeit des Ringes zum Ziel. Durch eine geeignete Wahl der Anordnung und der Durchmesser der Bohrungen 71 kann die Verformung des Ringes 70 in gewünschter Weise gesteuert werden. So ist z.
B. bei der dargestellten Anordnung der Boh rungen, wobei sich die Bohrungen mit dem grössten Durchmesser in der horizontalen Achse befinden und in der vertikalen Achse keine Bohrung liegt, eine er höhte Nachgiebigkeit auf der linken und rechten Seite des Ringes gemäss der Darstellung in der Fig. 9 erzielt.
Der Ring 80 nach der Fig. 10 entspricht im wesent lichen dem Ring 60 aus der Fig. B. Der Unterschied be steht lediglich darin, dass die äusseren Ausnehmungen 62 durch Abschrägungen 81 ersetzt sind, welche im undeformierten Zustand durch ebene Flächen gebildet sind. Die ovale Form der Öffnung ist in dieser Figur durch die strichpunktierte Linie 82 angedeutet.
Die Fig. 11 zeigt als Beispiel die Möglichkeit einer Anwendung von flachen Ringen nach der Fig. 7 als Stützringe. In der Fig. 11 ist im Auge eines Hebels 90, das mit einer Bohrung 91 versehen ist, ein Zapfen 92 eingeführt, z. B. nach der Art einer Kurbel. Es soll eine seitliche Bewegung wie auch eine Drehung des Zapfens 92 verhindert werden. Zu diesem Zweck sind zu beiden Seiten des Auges Ringe 93 vorgesehen, welche z. B. der gleichen Ausführung sein können wie der Ring 60 aus der Fig. B.
Die beiden Ringe dienen durch ihre Haftkraft einer Verhinderung der seitlichen Bewegung des Zapfens 92. Zur Verhinderung der Drehung ist noch ein Stift 94 vorgesehen, welcher in einer Bohrung im Auge des Hebels 90 eingeführt ist und in eine Aus- nehmung 95 des Ringes 93, welche der äusseren Aus- nehmung 62 des Ringes 60 nach der Fig. 6 entspricht, eingreift.
Die Fig. 13 und 14 zeigen eine allgemeinere Anwen dung des erfindungsgemässen Gedankens. In der Fig. 13 ist eine Mutter 100 mit einer ovalen Gewindebohrung versehen. Der grössere Durchmesser der ovalen Bohrung mit dem Gewinde ist wieder grösser als der entspre chende Durchmesser des Gewindezapfens 101, der klei nere Durchmesser der Gewindebohrung ist kleiner als der entsprechende Durchmesser des Gewindezapfens. Wenn die Mutter z. B. durch die dargestellten Kräfte P deformiert wird, so kann ihre Ovalität durch Deforma tion ausgeglichen werden, und die Mutter kann leicht auf den Gewindezapfen<B>101</B> aufgeschraubt werden.
So bald jedoch die Kräfte P zu wirken aufhören, verklemmt sich die Mutter 100 auf dem Gewindezapfen 101 und wirkt als eine Sicherungsmutter. Zum Lösen muss die Mutter wieder zuerst durch die Kräfte P deformiert werden.
In der Fig. 14 ist schliesslich die Möglichkeit der Befestigung eines Nockens 110 auf einer Nockenwelle 111 nach dem erfindungsgemässen Verfahren dargestellt. In diesem Falle wird der Nocken 110, dessen Bohrung mit der geeigneten Ovalität versehen ist, durch Kräfte P deformiert und auf die Nockenwelle<B>111</B> aufgeschoben, worauf die deformierende Kraft gelöst wird. Der Nok- ken wird auf der Welle 111 verklemmt und hält so lange fest, bis er wieder durch Kräfte P deformiert wird.
Die ovalen Bohrungen bzw. Aussenflächen dar ver wendeten Maschinenteile können z. B. so hergestellt werden, dass der Maschinenteil, z. B. ein Nocken nach der Fig. 14 oder eine Mutter nach der Fig. 13, durch geeignete Kräfte P deformiert und darauf bearbeitet wird. Durch die Bearbeitung wird eine zylindrische Fläche hergestellt.
Sobald die Deformation aufhört, ver formt sich die Fläche zu einer ovalen Fläche, welche jedoch sofort wieder zylindrisch wird, wenn die Kräfte P in der gleichen Grösse und der gleichen Richtung ein wirken, wie dies bei der Bearbeitung der Fall ist. Diese Art der Herstellung stellt jedoch keine Bedingung dar. So kann z. B. bei der Herstellung von Ring--n nach den Fig. 8 bis 10 bzw. 2, 4 und 6 einmal durch Versuch die Form der unrunden Fläche festgestellt werden.
Bei der Herstellung der Ringe ist es dann möglich, die un- runden Flächen, z. B. Aussenflächen oder Öffnungen, durch Stanzen mit geeignet geformten Werkzeugen her zustellen.
Der Ausdruck zylindrische Fläche ist in Zusam menhang mit der Erfindung so zu verstehen, dass darun ter auch eine Gewindefläche eines zylindrischen Ge windes (im Gegensatz z. B. zum konischen Gewinde) fällt, wie dies auch aus dem Beispiel 13 hervorgeht.
Die Krafteinwirkung auf die verschiedenen Maschi- nenteile kann durch geeignete Werkzeuge erfolgen. Die Ringe mit ovalen Flächen können im einfachsten Falle mittels eines Schraubstockes auf Wellen bzw. mittels eines konischen Dornes in Bohrungen montiert werden. Für höhere Ansprüche bzw. besondere Fälle können selbstverständlich Spezialwerkzeuge hergestellt werden.
Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren her gestellter Stützring benötigt im Gegensatz zu einem Seegerring oder einem Ring ähnlicher Konstruktion keine Nut und ist trotzdem höher belastbar. Da der Ring voll, ungeschlitzt ist, kann er sehr starr und auch widerstandsfähig gegen Torsion, d. h. Deformation durch in Achsrichtung der Bohrung bzw. der Welle wirkende Kräfte, ausgebildet werden. Es sind daher grosse Klemmkräfte möglich, mit welchen der Ring auf die zylindrische Fläche des anderen Teiles. einwirkt.
Dabei wirkt sich besonders vorteilhaft aus, dass die deformierenden Kräfte P immer zum Teil mit der zylindrischen Fläche wirken, d. h. bei einer Welle von aussen, bei einem Teil mit einer Bohrung von innen. Auf diese Weise können nämlich weit grössere Kräfte ausgeübt werden als umgekehrt. Es können daher Ringe mit grosser Starrheit verwendet werden, die einer grossen Haftkraft fähig sind.
Wie bereits erwähnt, können bei den nach dem er findungsgemässen Verfahren ausgebildeten Stützringen gleichzeitig die Öffnung wie die Aussenfläche so aus gebildet sein, dass sie bestimmten genormten Dimensio nen von Wellen und Bohrungen entsprechen. Dadurch wird ein Ring zweifach verwendbar, was Vorteile be züglich der Lagerhaltung hat.
Neben kurzen, flachen Ringen sind nach dem er findungsgemässen Verfahren auch rohrförmige Stifte herstellbar, die z. B. als Passstifte verwendbar sind.
Die Abweichung des Durchmessers D des deformier ten Maschinenteiles vom Durchmesser Da bzw. Di der zusammenwirkenden zylindrischen Fläche ist vorzugs weise so gewählt, dass sie im Rahmen normaler Passun- gen liegt. So kann die Abweichung einen Spielsitz bilden, bei welchem ein Spiel zwischen beiden Teilen vorhanden ist. Es ist jedoch auch eine Ausführung ohne Spiel denk bar (Schiebesitz, Presssitz), bei welcher die Zusammen- fügung beider Teile einer Krafteinwirkung bedarf.
Method for fastening a machine part with a full, unslotted shape to a cylindrical surface of another part and machine part for carrying out method 1 The invention relates to a method for fastening a machine part with a full, unslotted shape on a cylindrical surface of another part, which is characterized by this is that the surface of the machine part cooperating with the cylindrical surface is formed with a non-circular cross-section, the diameter of the circumscribed circle is greater than the diameter of the cylindrical surface and the diameter of the inscribed circle is smaller than the diameter of the cylindrical surface,
that then the machine part with the surface with an un round cross-section is deformed by forces acting on areas of the cross-section more distant from the part with the cylindrical surface, corresponding to the cylindri's surface of the other machine part, until both parts can be joined together are joined together and that finally the deforming effect of the forces on the machine part with a non-circular cross-section is canceled.
The machine part with a full, unslotted shape for performing the process is characterized in that its surface interacting with the cylindrical surface of the other part has a non-circular cross-section, the diameter of the circumscribed circle of the non-circular cross-section of the surface being greater than the diameter of the cylindrical surface, and the diameter of the inscribed circle of the non-circular cross-section is smaller than the diameter of the cylindrical surface.
So far, parts with cylindrical surfaces such. B. the outer surfaces of shafts or the bores of hollow parts, other machine parts on the. Fixed way that they also got a cylindrical shape, which ensured the attachment either by a suitable choice of fit or which also has special fastening parts, such as. B. screws, wedges, pins, etc., were assigned. There are also narrow support rings, so-called Seeger rings, known, which are slotted and placed in special grooves on shafts or in bores.
These designs are expensive to manufacture and, depending on the type, also difficult to solve after fastening has taken place.
The invention has the aim of creating a method and a corresponding machine part by means of which it is possible to fasten machine parts in a multiple manner on cylindrical surfaces and, if necessary, to release them again. One embodiment relates to an unslotted support ring which is suitable for various new types of applications, does not require any special grooves and still has a greater load capacity than the known slotted rings.
The invention is explained with reference to the drawing. 1 shows a diagram to explain the principle of the invention, specifically for machine parts fastened on cylindrical shafts, FIG. 2 part of a machine corresponding to FIG. 1, FIG. 3 shows a schematic diagram corresponding to FIG. 1, but for Machine parts fastened in bores, FIG. 4 shows an embodiment of a machine part corresponding to FIG. 3, FIG. 5 shows a machine part corresponding to FIG.
1 corresponding schematic diagram for machine parts fastened on shafts, but the deformation takes place through more than two forces, FIG. 6 shows an embodiment of a machine part according to the principle of FIG. 5, FIG. 7 shows a fastening on machine parts produced according to the method, FIG 8 to 10 further designs of the machine parts according to FIG. 7, FIGS. 11 and 1.2 an example of the use of rings according to FIG. 8,
FIG. 13 shows an example of the application of the method according to the invention to a threaded nut, FIG. 14 shows an example of the application of the method according to the invention for fastening a cam on a camshaft. FIGS. 1, 3 and 5 serve to explain the principle of the concept according to the invention. This be is that a machine part with a surface with a round cross-section can be deformed by suitable force such that its cross-sectional shape z. B. approaches a circle.
In the case of a part with a round hole, the smallest diameter of the hole can be widened by external forces, whereas in the case of a part with a round outer surface, the largest outside diameter can be reduced.
An elliptical or generally oval ring 1 shown in FIG. 1 by a dash-dotted line has the diameter A and B in the unloaded state, the diameter A being smaller than B. Under the action of forces P, the ring is defor mated such that dimension 8 is reduced, but dimension A is increased. Parts of the ring 1 move outwards in the direction of arrows y. In the illustration in FIG. 1, the deformation is chosen so that the original, round shape becomes a circular shape 1 'with a diameter D. The diameter D is larger than the original dimension A, but smaller than the original dimension B.
A practical application of this knowledge is shown in FIG. In this figure, a ring 20 is fastened on a shaft 21. The ring has an inner opening that is oval or all-round in the unloaded state. The larger diameter of the opening of the ring, which corresponds to the dimension B from FIG. 1, is greater than the diameter Da of the shaft 21 in the originally deformed state. The smaller diameter of the opening of the ring 20, which corresponds to the dimension A in the Fig. 1 corresponds to is smaller than the diameter Da. In the originally deformed state, it is therefore not possible, please include to slide the ring 20 onto the shaft 21.
However, if the ring is deformed by forces which correspond to the forces P in FIG. 1, it is then possible to compensate for the difference between the large and the small diameter of the round opening and to achieve an approximately circular opening. During this deformation, as already mentioned, the smaller diameter of the opening of the ring 20 is enlarged so that it is now possible to slide the ring 20 over the shaft.
The diameters A, B of the ring 20 are chosen so that the diameter corresponding to the diameter D in the deformed state is slightly larger than the diameter Da of the shaft 21. As soon as the forces P cease to act, the ring 20 tries to get back into its original shape and clamped on the shaft 21, where he acts on this with a force that comes close to the force P when the diameter D corresponding to the diameter of the deformed ring is only slightly larger than the diameter There.
FIG. 3 shows relationships which correspond essentially to FIG. 1, but apply to a part which is intended for fastening in a bore. In this case, the forces P act on the ring 1 from the inside to the outside, specifically in the direction of the smaller diameter A. As a result of these forces, the ring 1 is deformed, as in the scheme according to FIG. 1, in such a way that it has the shape 1 ' of a circle, its parts shifting in the direction of the arrows y.
In FIG. 4, a practical embodiment of the scheme according to FIG. 3 is shown. In the bore 31 of a part 30, a ring 32 is inserted, the outer shape of which is oval. The larger diameter of the oval is larger than the diameter Di of the bore, but the smaller diameter of the oval is smaller than the diameter Di of the bore 31.
It is therefore not possible, similar to the example according to FIG. 2, to introduce the ring 32 into the bore 31 in the originally deformed state. If, however, the ring is defor mized by forces which correspond to the forces P according to FIG. 3, its smaller diameter is enlarged ver, but its larger diameter is reduced. With a suitable choice of the diameter, it is possible, please include to introduce the ring into the bore 31.
As soon as the action of the forces ceases, the ring 42 strives to assume its original shape and becomes stuck in the bore 31.
So that it is possible in a simple manner to exert the forces P on the ring, the ring is provided with an inner oval opening 33, which can be similar to the outer shape of the ring with regard to the difference in diameter and its direction. If a conical mandrel with a round cross-section is inserted into the opening 33, its outer surface first touches the ring 32 at the points of the smaller diameter of the opening 33.
In this way, the forces P arise automatically. The mandrel can be inserted into the ring until it rests all around in the opening 33. In the case of similar ovals in the opening and the outer shape, this means that the outer shape has also been deformed into a circle at the same time. With a suitable choice of the dimensions, it is now possible to lead the ring 32 out of the bore 31 or to insert it the other way round into this bore.
FIG. 5 contains a diagram which corresponds to FIG. 1, but shows the action of several forces P on a correspondingly shaped ring. In this figure, a ring 11 is shown in phantom, which in the originally deformed state has three elevations 12 evenly distributed over the circumference and three depressions 13 opposite the circular shape. On the circumference of the ring 11, three equally distributed, d. H. forces displaced by 120 P.
Since the scheme relates to a ring which should be able to be pulled onto a shaft, the forces P act inwards, i.e. H. to the surface of the shaft to be introduced, namely on the elevations 12, d. H. Areas of the ring that are remote from the shaft 11. As a result, the depressions 13 move outwards in the direction of the arrows y, as in the example according to FIG. 1. In the originally deformed state, the ring 11 has a diameter B of the circumscribed circle and a diameter A of the inscribed circle.
By the action of the forces, the ring 11 is brought into a round shape 11 'with a diameter D which is slightly larger than the diameter Da of the shaft to be inserted.
FIG. 6 shows a practical application of the principle according to FIG. 5. In this case, a ring 40, the shape of which corresponds to the shape of the ring 11 from FIG. 5, is attached to a shaft 41 with the outer diameter Da.
Analogous to the embodiment according to FIGS. 3 and 4, a ring with the shape according to FIG. 5 can also be used for holes. In this case, the forces P act outwards, i. H. again to the cylindrical surface of the interacting machine part, specifically to the areas more distant from the part with the cylindrical surface, namely the depressions 13.
In the same way, it is possible to train the machine part for the action of more than three forces.
In FIG. 7, a ring is shown which can be used in the embodiments according to FIGS. 2 or 4. The ring 50 has an outer surface 51 with diameters M, N and an inner opening which is delimited by a surface 52 with the diameters O and P. The ring of FIG. 7 can serve in the same way for fastening on shafts or pegs or in bores ments. When mounting on a shaft, the outside diameter of the shaft must be smaller than the dimension O of the opening, but larger than the dimension P. If, on the other hand, use in a bore is intended, the diameter of the bore must be smaller than the dimension M, but larger than the dimension N.
The ring of FIG. 8 is, in addition to the oval shape, according to the embodiment of FIG. 7 with arcuate recesses 61 and 62 see ver. The arcuate recesses have a dual purpose. First, it is possible through these recesses to reduce the rigidity of the ring at the locations of the recesses, so that it is easier to deform for the purpose of assembly at a certain thickness. In addition, corners 63 and 64 are formed by the transition points of the recesses in the oval outer shape, which are preferably sharp and cut into the material of the cylindrical part during attachment.
In this way, the adhesion of the ring and, at the same time, its resistance to torsion is increased. For the sake of clarity, the inner oval cross section 65 is drawn in dash-dotted lines in FIG. 8.
Fig. 9 shows a ring 70, which corresponds to your union wesent ring 50 from FIG. 7, but is provided with openings 71. The aim of the openings is to increase the flexibility of the ring. By a suitable choice of the arrangement and the diameter of the bores 71, the deformation of the ring 70 can be controlled in the desired manner. So is z.
B. ments in the illustrated arrangement of the bores, the bores with the largest diameter are in the horizontal axis and there is no bore in the vertical axis, he increased flexibility on the left and right side of the ring as shown in FIG 9 scored.
The ring 80 according to FIG. 10 essentially corresponds to the ring 60 from FIG. B. The only difference is that the outer recesses 62 are replaced by bevels 81, which are formed by flat surfaces in the undeformed state. The oval shape of the opening is indicated in this figure by the dash-dotted line 82.
FIG. 11 shows as an example the possibility of using flat rings according to FIG. 7 as support rings. In FIG. 11, a pin 92 is inserted in the eye of a lever 90 which is provided with a bore 91, e.g. B. in the manner of a crank. Lateral movement as well as rotation of the pin 92 is to be prevented. For this purpose, rings 93 are provided on both sides of the eye, which z. B. can be of the same design as the ring 60 from FIG. B.
The two rings serve to prevent the lateral movement of the pin 92 through their adhesive force. To prevent the rotation, a pin 94 is also provided, which is inserted into a hole in the eye of the lever 90 and into a recess 95 of the ring 93, which corresponds to the outer recess 62 of the ring 60 according to FIG. 6, engages.
13 and 14 show a more general application of the inventive concept. In FIG. 13 a nut 100 is provided with an oval threaded hole. The larger diameter of the oval hole with the thread is again larger than the corresponding diameter of the threaded pin 101, the smaller diameter of the threaded hole is smaller than the corresponding diameter of the threaded pin. If the mother z. B. is deformed by the forces P shown, their ovality can be compensated for by deformation, and the nut can easily be screwed onto the threaded pin <B> 101 </B>.
However, as soon as the forces P cease to act, the nut 100 jams on the threaded pin 101 and acts as a locking nut. To loosen the nut must first be deformed by the forces P.
Finally, FIG. 14 shows the possibility of fastening a cam 110 on a camshaft 111 according to the method according to the invention. In this case, the cam 110, the bore of which is provided with the appropriate ovality, is deformed by forces P and pushed onto the camshaft 111, whereupon the deforming force is released. The cam is clamped on the shaft 111 and holds tight until it is deformed by forces P again.
The oval holes or outer surfaces dar ver used machine parts can, for. B. be made so that the machine part, z. B. a cam according to FIG. 14 or a nut according to FIG. 13, is deformed by suitable forces P and processed thereon. Machining creates a cylindrical surface.
As soon as the deformation ceases, the surface deforms into an oval surface, which, however, immediately becomes cylindrical again if the forces P act in the same size and in the same direction, as is the case during machining. However, this type of production is not a requirement. B. in the production of ring - n according to FIGS. 8 to 10 or 2, 4 and 6, the shape of the non-round surface can be determined once by experiment.
When producing the rings, it is then possible to use the non-round surfaces, e.g. B. outer surfaces or openings, by punching with suitably shaped tools ago.
The term cylindrical surface is to be understood in connection with the invention in such a way that it also includes a threaded surface of a cylindrical thread (in contrast to the conical thread, for example), as can also be seen from Example 13.
The application of force to the various machine parts can be done using suitable tools. In the simplest case, the rings with oval surfaces can be mounted on shafts using a vice or in bores using a conical mandrel. Special tools can of course be produced for higher demands or special cases.
In contrast to a Seeger ring or a ring of similar construction, a support ring produced according to the method according to the invention does not require a groove and is nevertheless more resilient. Since the ring is full, unslotted, it can be very rigid and also resistant to torsion, i.e. H. Deformation can be formed by forces acting in the axial direction of the bore or the shaft. There are therefore large clamping forces possible with which the ring on the cylindrical surface of the other part. acts.
It is particularly advantageous that the deforming forces P always act partly with the cylindrical surface, i.e. H. with a shaft from the outside, with a part with a bore from the inside. In this way, much greater forces can be exerted than vice versa. It can therefore be used rings with great rigidity, which are capable of a large adhesive force.
As already mentioned, in the case of the support rings formed by the method according to the invention, the opening and the outer surface can be formed at the same time so that they correspond to certain standardized dimensions of shafts and bores. As a result, a ring can be used twice, which has advantages in terms of storage.
In addition to short, flat rings, according to the inventive method, also tubular pins can be produced which, for. B. can be used as dowel pins.
The deviation of the diameter D of the deformed machine part from the diameter Da or Di of the cooperating cylindrical surface is preferably chosen so that it is within the scope of normal fits. The deviation can form a play seat in which there is play between the two parts. However, a design without play is also conceivable (sliding fit, press fit) in which the joining of the two parts requires the application of force.