DE1934203C3 - Lösbare Verbindung zweier zapfenartig ineinandergreifender Teile, insbesondere für die Befestigung der Achsstummel in Absperrklappen - Google Patents

Description

Bohrungsteil nach außen zurückspringenden und am

45 Zapfen nach außen vorspringenden Schrägschultern, die zahnartig ineinandergreifen. Dadurch wird die

Die Erfindung bezieht sich auf eine lösbare Ver- durch die Querkräfte verursachte Biegebeansprubindung zweier zapfenartig ineinandergreifender chung auf der Druckangriffsseite als innere Biege-Teile, insbesondere für die Befestigung der Achs- druckspannung auf die inneren Schrägschulterflächen stummcl in Absperrklappen, die durch einen oder 50 übertragen. Auf der Außenseite der Verbindungsmehrerc Querbolzen miteinander verspannt sind. stelle versuchen die äußeren Schrägschulterflächen,

Bei Absperrklappen ist es bekannt, die beiden da das nichteingespannte Ende des Zapfens sich un-Achsstutnmcl, die zur schwenkbaren Lagerung des ter der Belastung um den Querbolzen zu verbiegen Klappenkörpers im Klappengehäuse dienen, in eine versucht, sich in Außereingriffsrichtung zu verlagern, in der Schwenkachse liegende zylindrische Bohrung 55 wodurch infolge des Keilauflaufens eine erhebliche des Klappeiikörpcrs einzupassen und durch eingetrie- Erhöhung der Zugspannung im eingespannten Zapfcnbene konische Querbolzen zu sichern. Nachteilig bei ende erzielt und damit ein wesentlich erhöhter Andieser Verbindung zwischen Klappenkörper und preßdruck auch auf die äußeren Schrägschulterflä-Achsstummel ist jedoch, daß die Achsstummel bei chen übertragen wird. Die auf die Verbindung von geschlossener Klappe auch bei geringen Toleranzen 60 außen einwirkenden Kräfte werden dadurch gleichzwischen Zapfen und Bohrung unter dem einseitig mäßig als Druckkräfte auf die gesamte Fläche der auf die Verbindungsstelle wirkenden Leitungsdruck beiden gegenüberliegenden Schrägschulterpaare in der Klappenkörperbohrung ecken, so daß sie sich übertragen, so daß auch bei sehr hohen Belastungen nur an zwei Punkten, nämlich an der Eintrittskantc keine örtlichen Überbeanspruchungen mehr an den der Bohrung auf der Druckseite und am Achsstum- 65 Verbindungsteilen, z. B. am gegossenen Klappenkörmelcnde im Innern der Bohrung auf der vom Druck per, auftreten können.

abgewandten Bohrungsseite am Klappenkörper ab- Zweckmäßigerweise werden die gegenüberliegenstützen. Dadurch treten besonders an der Eintritts- den Schrägschultern jeweils durch eine hinterdrehte.

umlaufende Ringfläche an dem Zapfcnaufnnhmeteil und an einem Vorsprung des Zapfens gebildet. Durch diese Ringschultern stützen sich die beiden Verbindungsteile über konzentrisch ineinanderliegende Kegelflachen aufeinander ab, so daß sie in Verbindung mit der in Achsrichtung wirkenden Vorspannung mittels der geneigten Querbolzen eine genau zentrische und feste Verspannung der beiden Verbindungsteile gewährleisten. Diese Ringschultern lassen sich leicht in die Verbindungsteile eindrehen und gewährleisten stets eine einwandfreie Abstützung an den Schrägschulterflächen, ganz gleich, aus welcher Richtung die Kraft von außen auf die Verbindung einwirkt.

Beträgt der Neigungswinkel der aufeinanderlegenden Schrägschultern 20° bis 70°, vorzugsweise jedoch 45~\ so erfolgt bei dieser Neigung eine günstige Umlenkung der von außen auf die Verbindungsstelle einwirkenden Kräfte auf das in Achsrichtung des Zapfens wirkende Einspannende.

Weiterhin wird vorgeschlagen, den oder die Querbolzen als Kegelpaßbolzen auszubilden, die einen Neigungswinkel zur Verbindungsquerachse von vorzugsweise 5° besitzen. Bei dieser Neigung ergibt sich eine günstige Vorspannung im Zapfeneinspannende und eine feste Anpressung der Schrägringflächen. Außerdem wird dadurch, daß die kegligen Paßbolzen auf ihrer gesamten Mantelfläche stramm an der Bohrungswandung im Zapfen und im Zapfenaufnahmekörper anliegen und mittragen, eine starrere Verbindung und gleichzeitig eine absolute Dichtigkeit der Verbindungsstelle erreicht. Die Stabilität der Verbindung ist dann besonders hoch, wenn die Längsachse der Querbolzen in etwa in Richtung der von außen auf die Verbindungsstelle einwirkenden Kraft verläuft, da dann die Kegelpaßbolzen das Einspannende des Zapfens verkantungssichcr im Zapfenaufnahmekörper halten.

•Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das die Zeichnung erkennen läßt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Absperrklappe im Querschnitt mit der erfindungsgemäßen Zapfenverbindung zwischen Absperrkörper und Achsstummel und

F i g. 2 die Zapfenverbindung nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab

Die in Fig·. 1 dargestellte Absperrklappe 1 besteht aus dem Klappengehäuse 2, in dem der Klappenkörper 3 schwenkbar gelagert ist. den die Zeichnung in Offenstellung, d. h. in horizontaler Stellung zeigt. Die Lagerung des Klappenkörpers 3 im GehH.usc 2 erfolgt über die beiden Achsstummel 4 und 5. die mit dem Klappenkörper 3 über die erfindungsgemäße Verbindung verbunden sind. Der Achsstummel 4 liegt auf der Antriebsseite der Absperrklappe und ist mit einem nicht näher dargestellten Klappengetriebc zum Schwenken des Klappenkörpers aus der Offen- in die Schließstellung verbunden, während der Achsstummel 5 durch einen Achslagerdeckel 6 nach außen abgeschlossen ist. Für die Lagerung der Achsstummel 4 und 5 im Klappengehäuse 2 sind die Lagerbuchsen 7 und 8 vorgesehen.

Für diu Aufnahme der Adisstummclenderi hesii/i der Klappenkörper 3 an den Verbindungsstellen Aulbauchungen 9, in die die Bohrungen IO für die AuI-nuhme der Einspannenden Il der AchsstummeM und 5 eingedreht sind. Erfindungsgemäß ist der Klappenkörper 3 an der Stirnseite 12 der Zapfenbohrung 10 mit einer nach außen zurückspringenden Schrägringschulter 13 versehen, und die Achsstumiiiel4 und S besitzen einen Ringansatz 14. der eine

ίο entsprechende, nach außen vorspringende Gegenschrägringschulter 15 aufweist, die sich satt an der Schrägringschulter 13 anlegt. Zur Verspannung dei Achsstummel 4 und 5 mit dem Kiappenkör|ier3 dienen Kegelpaßbolzen 16, die in konische, die ineinandergreifenden Teile 9 und Il der Verbindung durchdringende Querbohrungen eingetrieben sind.

Der Neigunswinkel α der Schrägschulierringibchen 13 und 15 zur Verbindi'ngslängsachsc 17 beträgt 45 , und die Paßbolzen Ϊ6 sind um einen W'inkel fi von 5 zur Verbindungsquerachse 18 in Keilanzugsrichtung gesehen von den Scl-rägschuliern weg geneigt. Zur Sicherung der Paßbolzen 16 gegen Lockern dienen die Haltemuttern 19, die mit Gewindeenden 20 der Paßbolzen zusammenwirken.

Da beim Aufreiben der Querbohrungen für die Kegelpaßbolzen 16 die Achsstummel 4 und 5 fest in die Bohrungen 10 gepreßt und Jamit die Schragringflächen 13, 15 aufeinandergedrückt werden, wird beim Eintreiben der geneigten Paßbolzen eine Keilanzugswirkiing erzielt, die das Einspannende 11 der Achsstummel 4 und 5 mit hoher Zugspannung in den Klappenkörper 3 hineinzieht. Dadurch stützen sich die Schrägringschuitcrn 13 und 15 mit hoher Vorspannung fest aufeinander ab und gewährleisten eine starre Verbindung der beiden Teile. Bei einseitig von außen auf den geschlossenen Klappcnkurper3 einwirkendem Strömungsdruck wird die Verbindungsstelle auf Biegung beansprucht, wodurch auf der Druckinnenseite die inneren Schrägschultcrflächen 13 und 15 noch fester aufeinandergepreßt werden und dadurch die Querkräfte durch die große Berührungsfläche sicher aufnehmen können. Auf derdruckubgcwandtcn Außenseite der Verbindung versuchen die Kräfte das in der Buchse 7 bzw. 8 gelagerte freie Ende der Achsstummel 4 bzw. 5 gegenüber dem PaB-bolzeneinspannende 11 zu verbiegen, wodurch die Schrägringschultern 13 und 15 auf dieser Seite aufeinander zu gleiten versuchen und dadurch ebenfalls infolge des Keilanzugs der Schrägschultcrn mit er-

So hohler Anpressung aufeinandergedrückt werden. Die von außen auf die Verbindungsstelle einwirkenden Kräfte werden somit auf beiden Uirfangsscit':n als Druckkräfte von den Schrägschultern 13 und 15 aufgenommen, so daß eine großflächige Abstützung erfolgt und Ü./crbcanspruchungen an der Zapfenaufnahmckammer9 des Klappenkörpers 3 vermieden werden. Durch die konischen Paßbohrungen mit den hierin eingetriebenen Kegelpaßbolzen 16 sind die Einspannenden 11 der Achsstummel 4 und 5 außerdem allseitig fest eingespannt und lassen keinerlei Verkantungen der Achsstummel zu. wodurch die Steifigkeit der Verbindungsstelle noch erhöht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. kante der Bohrung infolge der Punktberührung so Patentansprüche: hohe Hächenpressungen a/n Klappenkörper auf, daß

   die Belastung des Klappenkörpers an dieser Stelle zn

   I. Lösbare Verbindung zweier zapfenartig in- groß werden und der Klappenkörper dadurch reißen einandergreifender Teile, insbesondere für die 5 kann.

   Befestigung der Achsstummel in Absperrklappen, Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe

   die durch einen oder mehrere konische Querbol- zugrunde, diese durch Ecken des Zapfens an der zen miteinander verspannt sind, dadurch ge- Verbindungsstelle auftretenden Überbeanspruchunke η nze i ch ne t, daß der die Bohrung (10) für gen zu vermeiden.

   die Aufnahme des Zapfens (4, 5) tragende Ver- io Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfin bindungsteil (9) zwei von seiner Stirnfläche (12) dung darin gesehen, daß der die Bohrung für die beiderseits in Kraftangriffsebene nach außen zu- Aufnahme des Zapfens tragende Verbindungstei! rückspringende Schrägschultern (13) aufweist, an zwei von seiner Stirnfläche beiderseits in Krafta.i denen sich der Zapfen (4, 5) mit entsprechend griffsebene nach außen zurückspringende Schräg ausgebildeten, nach außen vorspringenden Gc- xs schultern aufweist, an denen sich der Zapfen mit entgenschrägschultern (IS) abstützt und die Längs- sprechend ausgebildeten, nach außen vorspringenden achse des oder der konischen Querbolzen (16) Gegenschrägschultern abstützt und die Längsachs·, zur Verbind'ingsquerachse (18) in Eintreibrich- des oder der konischen Querbolzen zur Verbindung-, tung gesehen von den Schrägschultern abgewandt querachse in Eintreibrichtung gesehen, von den geneigt ist. 20 Schrägschultern abgewandt geneigt ist.
2. 2. Zapfenverbindung nach Anspruch I, da- Durch diese Anordnung von Schrägschulterpaaren durch gekennzeichnet, daß die beiderseitigen werden Anlageflächen gebildet, über die sich die bei-Schrägschultern (13, 15) jeweils durch eine hin- den Verbindungsteile großflächig aufeinander abstütterdrehte, umlaufende Ringfläche an dem Zap- zen können. Die Neigung der Querbolzen bewirkt fenaufnahmeteil (9) und an einem Vorsprung 25 beim Eintreiben derselben infolge der Keilwirkung (14) des Zapfens (4, 5) gebildet werden. ein zugkräftiges Ineinanderziehen des Zapfens in den
3. 3. Zapfenverbindung nach den Ansprüchen I Bohrungsteil, wodurch die Schrägschulterflächen mit und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nei- hoher Vorspannung fest aufeinandergepreßt werden gungswinkel («) der aufeinanderliegenden und eine steife Verbindung ergeben. Bei einseitiger Schrägschultern (13, 15) 20 bis 70°, Vorzugs- 30 Belastung der Verbindungsstelle von außen werden weise 45\ beträgt. die auftretenden Kräfte dadurch nicht mehr punkt-
4. 4. Zapfenverbindung nach ,.-en Ansprüchen I förmig. sondern auf eine verhältnismäßig große bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Fläche, nämlich auf die gesamte Berührungsfläche als Kegelpaßbolzen (16) ausgebildeten Querbol- zwischen den beiden Schrägschultern übertragen, zen einen Neigungswinkel (ß) zur Verbindungs- 35 und zwar nicht nur als Druckkräfte auf die auf der querachse (18) von vorzugsweise 5° besitzen. Druckseite liegenden Schrägschi'Iiern, sondern in
5. 5. Zapfenverbindung nach den Ansprüchen 1 überraschender Weise auch als Druckkräfte auf die bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- auf der druckabgewandten Seite liegenden Schrägachse des oder der Querbolzen (16) in etwa in schultern.

   Richtung der von außen auf die Verbindungsstelle 40 Diese Umwandlung der von außen auf die Verbineinwirkenden Kraft verläuft. dung einwirkenden Querkräfte in die Anpressung der

   beiden gegenüberliegenden Schrägschulterpaare erhöhenden Druckkräfte hat ihre Ursache in den am