DE2201908A1

DE2201908A1 - Schraubverbindung fuer sektionen von baugruppenhuellkoerpern

Info

Publication number: DE2201908A1
Application number: DE19722201908
Authority: DE
Inventors: Michael Frauenstein; Manfred Oelfke; Rolf Ostermeier
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1972-01-15
Filing date: 1972-01-15
Publication date: 1973-07-19
Also published as: FR2168325B1; GB1392401A; SE377366B; IT978108B; FR2168325A1

Description

FKIED.KRUPP GESELLSCHAFT HIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

Schraubverbindung für Sektionen von Baugruppenhullkörpern^

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für zv/ei mit je einer Öffnung einander zugewandten Sektionen von Baugruppenhullkörpern mit jeweils, zumindest im Verbindungsbereich zylindrischen Innendurchmessern, deren Mittellinien in einer Geraden verlaufen, insbesondere für strömungsgünstige Hüllkörper, wobei der Innenraum des Hüllkörpers auch im Verbindungsbereich noch frei und für Baugruppen nutzbar ist.

/vus mehreren Sektionen ztisammengesetzte Baugruppenhüllkörper müssen eine glatte, fugenlose äußere Hülle aufweisen, wenn Störungen durch Wirbelbildung vermieden werden sollen, sei es um eine Geräuschbildung zu vermeiden, sei es um den Gleitwiderstand des Hüllkörpers so niedrig wie möglich zu gestalten.

Eine Verbindungsanordnung zwischen einzelnen Sektionen

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darf demnach nur im Inneren der Sektionen angeordnet sein, wobei die Elemente zum Betätigen der Verbindung von außen zugänglich sein sollen, ohne obige Anforderung zu stören»

Das US-Patent 2 790 499 schlägt eine derartige Verbindung in Form eines federnden Ringes vor, der mit einer Keilnut versehen ist, die in ringförmige Keile der Sektoren eingreift, und wobei die Sektoren im wesentlichen von der Federkraft des Ringes zusammengedrückt werden.

Diese Anordnung ist wesentlich von den Materialeigenschaften des Ringes abhängig, wobei Ermüdungserscheinungen oder Spannrisse im Ring zu schweren Beeinträchtigungen in der Haltbarkeit der Verbindung führen.

Andere bekannte Vorschläge beruhen auf Axialverbindungen, die aber die obigen Anforderungen nach freiem Innenraum nicht erfüllen, bzw« auf Verwendung von Ringsegmenten, die aber hinsichtlich der geforderten glatten Hüllfläche Probleme erbringen.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine sichere, schlüssige Verbindung von BaugruppenhüTlkörpersektionen

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zu schaffen, die die genannten Forderungen einer spalt- und stufenlosen Verbindungsstelle erfüllt und eine wiederholte Demontage und Wiederverwendung derselben Sektion bei gleich guten Eigenschaften ohne Schwierigkeiten zuläßt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst worden durch eine, in eine erste Sektion axial drehbar eingesetzte, ringförmige Schraube, deren Drehachse in der Mittellinie liegt, deren Gewindeschaft ein Gewinde trägt und der Öffnung der ersten Sektion zugewandt ist und deren Kopfteil mit einer Verzahnung versehen ist, wobei der Innendurchmesser der ringförmigen Schraube die nutzbare lichte Weite des Hüllkörpers im Verbindungsbereich ist, und durch eine in der zweiten Sektion umgeordnete Schraubenmutter, deren Gevindeanordnung dem Gewinde der Schraube angepaßt und deren Drehachse in der Mittellinie der Sektionen verläuft, wobei die Schraubenmutter vor Verbindung beider Sektionen in einem axialen Abstand zur Schraube angeordnet ist, der kleiner ist, als der axiale Abstand der beiden Sektionen voneinander, sowie durch wenigstens ein in der ersten Sektion außerhalb der nutzbaren lichten

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Weite angeordnetes, in die Verzahnung der Schraube eingreifendes Zahngetriebe, von denen wenigstens eines ein antreibendes Getriebeteil aufweist, das mit einem Steckschloß versehen ist und über ein durch eine Ausnehmung in der ersten Sektion einführbares Drehelement antreibbar angeordnet ist»

Dabei kann die Schraubenmutter ein Bestandteil der zweiten Sektion, in einer Ausnehmung in der Wandung der zweiten Sektion nahe ihrer Öffnung, sein. Zur einfachen Montage kann die Schraubenmutter jedoch auch als gesondertes Bauteil und mit einer in Richtung zur Öffnung der zweiten Sektion reichenden axialen Bewegungsfreiheit angeordnet sein, wobei eine Federung die Schraubenmutter in Richtung zur Öffnung drückt, so daß sich die Schraubenmutter der Lage der Schraube anpassen kann und die Gewinde bei einer Drehung der Schraube sofort fassen.

In Verbindung mit dieser Anordnung ist es vorteilhaft, in einer Art Schnellverbindung die Gewinde von Schraube und Schraubenmutter in Form einzelner Teilstücke anzuordnen, wobei je Gewindegang vorzugsweise nur je ein

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Teilstück vorgesehen ist und wobei die Teilstiicke eine Bogenlänge aufweisen, die kleiner ist als die Bogenlänge des Abstandes zweier benachbarter Teilstiicke voneinander« Bei dieser Anordnung ist ein Passen des Gewindes besonders einfach zu bewerkstelligen, da bei einem Ansatz der beiden Sektionen aneinander die Federung gespannt wird und bei einer Drehung der Schraube bis zu einer Stellung, bei der die Gewinde von Schraube und Schraubenmutter auf Lücke liegen, die Schraubenmutter von dem Federelement bis an einen Anschlag in der Öffnung der zugehörigen Sektion gedrückt wird und die Schraube bei einer Rechtsdrehung sofort faßt.

Das Zahngetriebe zum Betätigen der Schraube ist vorteilhaft aus einer Kegelverzahnung am Kopfteil der Schraube und aus einem Zahnrad gebildet, dessen Achse radial zur Mittellinie verläuft« Die Ausnehmung in der ersten Sektion ist dann einfach und in zylindrischer Form herstellbar, da sie, wie die Achse des Zahnrades, radial zur Mittellinie verläuft.

Jedoch kann, insbesondere für sehr große und schwere Sektionen, das Zahngetriebe auch aus einer Schnecke

• O O Ö

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und einer Schneckenverzahnung am Kopfteil der Schraube bestehen, wobei die Achse der Sohnecke tangential zur Verzahnung des Kopfteiles verläuft.

Um das Ansetzen der Sektion zu erleichtern, sind, nach einem weiterführenden Gesichtspunkt der Erfindung, Führungselemente vorgesehen, die ein gegenseitiges Ausrichten der Sektionen gewährleisten, wobei diese Führungselemente derart eingebaut sind, daß sie bereits bei einem Abstand, bei dem sich die Schraube und die Schraubenmutter noch nicht berühren, im Eingriff sind.

Ferner ist es vorteilhaft, um einen hohen Aufwand an zu fordernde axiale Genauigkeit bei Schraube und Mutter zu umgehen und dennoch ein verkantetes Ansetzen der Sektion zu vermeiden, in einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung dieser Erfindung die Schraubenmutter in ein Pendellager einzubauen, das sich mit seinem äußeren Umfang in der zweiten Sektion abstützt und das eine axiale Pendelfreiheit aufweist, aber gegen Drehbewegungen zwischen innerem und äußerem Umfang gesichert ist, so daß beim Zusammenschrauben die beiden

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Sektoaen gsinz sicher und ohne Spalten aneinandergefügt werden.

Die Erfindung ermöglicht es somit, eine Verbindung zu schaffen, die eine einwandfreie und kraftschlüssige und dabei spalt- und stufenlose Verbindung von Sektionen von Baugruppenhüllkörpern sowie einfache Demontage und eine stets einwandfreie erneute Verwendung gestattet.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung an. Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen radialen Längsschnitt eines Baugruppenhüllkörpers im Verbindungsbereich mit einem antreibenden Getriebeteil mit radial angeordneter Achse,

Fig. 2 einen axialen Querschnitt mit einem antreibenden Getriebeteil mit tangential angeordneter Achse,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Schraube mit einer Gewindeanordnung in Teilstücke j

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Fig. 4 eine Ausbildung eines Gewindes einer Schraube gemäß Figo 3 mit vier antreibenden Kegelrädern und drei Ausnehmungen für Führungselemente,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Schraubenmutter mit einer Ausbildung passend zur Schraube gemäß Fig. 3 und Fig. 4.

Ein Anschlagring 1 ist, wie Fig. 1 zeigt, nahe einer Öffnung 2 einer ersten Sektion 3 angeordnete In die erste Sektion 3 ist eine ringförmige Schraube 4 eingesetzt, deren Kopfteil 5 auf dem Anschlagring 1 abgestützt ist und deren Gewindeschaft 6 ein Gewinde 7 trägt und aus der Öffnung 2 herausragt.

Die Drehachse 8 der ringförmigen Schraube 4 liegt in einer Mittellinie 9 des, in diesem Bereich, zylindrischen Innendurchmessers der ersten Sektion 3«

Der Kopfteil 5 der Schraube 4 ist mit einer radialen Kegelverzahnung 10 versehen, in die ein Zahnrad 12 als antreibendes G-e trieb eelement eingreift. Dabei können, über den gesamten Umfang der ersten Sektion 3 verteilt,

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mehrere Golcher Bahnräder angeordnet sein (in Fig. 1 nicht gezeichnet). Das Zahnrad 12 iat mit einem^über einen Dichtrinf- 11 nach außen abgedichteten^Steckschloß versehen, über das das Zahnrad 12 von einem von außerhalb der ersten Sektion "'\ einführbaren Drehelement 1*t angetrieben werden kann. An der Stelle, an der das Steckschloß 1_5 angeordnet ist, ist eine Ausnehmung 1^a in der ersten Sektion i>, die bei Nichtbetätigung des Zahnrades 12 mit einer Kappe (nicht gezeichnet) abgedeckt ist, um auch an dieser Stelle stromungsgunstige Verhältnisse zu schaffen; dabei ist die Kappe als Verbrauchsmaterial anzusehen, das bei der Demontage des liaugruppenhiillkörper.-i durch ein spezielles Werkzeug entfernt und dabei zerstört werden kann. Ein Anschlagring 15 ist nahe einer Öffnung 16 einer zweiten Sektion 17 angebracht. Gegen diesen Anschlagring 15 wird ein Pendellager 18 von einer, an einem Anschlag 19 abgestützten, Federung 20 gedrückt, wobei in das Pendellager --3$. eine ringförmige Schraubenmutter 21 eingesetzt is--fci^; Die üeuindeanordnung 22 der Schraubenmutter 21 ist dem Gewinde 7 der Schraube '+ angepaßt. Die Federung 20 kann sowohl als Schraubenfeder ausgebildet sein, deren Dui^chmesser etwas geringer ist, als

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der Durchmesser der zweiten Sektion 17; die Federung kann jedoch z.B. auch aus einer Anzahl von Blattfedern ausgebildet nein, die alle der Rundung des zylindrischen Innendurchmessers der zweiten Sektion 17 angepjißt sind.

Der Anschlagring 15 ist in der zweiten Sektion 17 derart angeordnet, daß die Schraubenmutter 21 einen axialen Abstand d zur Schraube k aufweist, der kleiner ist als der axiale Abstand d¹ der ersten Sektion 3 von der zweiten Sektion I7.

Das Pendellager 18 ist drehfest eingesetzt, indem z.B. Stifte 18a von der Außenwandung des Pendellagers 18 zwischen die, auf dem Umfang des Pendellagers 18 verteilten, Kugeln eingesetzt sind.

Der Anschlagring 15 trägt Fiihrungsbolzen 25, die gleichmäßig am Umfang des Anschlagringes 15 verteilt angeordnet sind und in Ausnehmungen ?A im Anschlagring 1 eingreifen, wobei die Führungsbolzen 23 un<! die Ausnehmungen 2-k an solchen Stellen angeordnet sind, an denen keine Zahnräder 12 vorgesehen sind, wie in Fig. angedeutet ist.

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liiiη Dichtungsring ?.'J> ist in die zweite Sektion 17 eingesetzt, Uli den zusammengeschraubten Ba körper abzudichten.

Zum Zusammenbau der beiden Sektionen 3, 17 wild die I), zweite Sektion 17 mit den Führungsbolzen P;. an die Ausnehmungen Zk angesetzt und dann die zweite Sektion soweit vorgeschoben, daß sich die Schraube h und die Schraubenmutter 21 berühren, wobei letztere gegen die Kraft der Federung 20 in die Öffnung 16 der zweiten Sektion 17 hereingedrückt wird. Dabei richtet sich die Schraubenmutter 21 genau zur Schraube h aus. Darauf wird das Drehelement 1^ betätigt, das Gewinde 7 und die Gewindeanordnung 22 fassen und die Sektionen 3 und können fest zusammengeschraubt werden, wobei die pendelnde Lagerung der Schraubenmutter 21 für einen exakten, d.h.

unverkanteten und spaltenfreien Anschlag der ersten Sektion an die zweite Sektion 17, über deren gesamten Umfang, sorgt.

Um zu einem günstigen Übersetzungsverhältnis zwischen der Betätigung des Drehelementes 1^· und der Schraube k zu gelangen, ist, wie Fig. 2 zeigt, das Zahngetriebe aus einer Schnecke 26 und aus einer am Kopfteil 5

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Schraube k angeordneten Schneckenverzahnung 10.1 ausgebildet, wobei die zugehörige Schnecke 26 tangential zur Schneckenverzahnung 10.1 angeordnet ist. Die Ausnehmung 1*fa in der ersten Sektion 3 verläuft nun ebenfalls tangential, und das Drehelement 1*t ist tangential zur ersten Sektion 3 einführbar.

Eine Seitenansicht-der Schraube *f mit einem Gewinde 7 in Form einzelner keilförmiger Teilstücke 7.1 zeigt Fig. 3· Dabei weisen die Teilstücke 7· I₅ wie Fig. k in einer Ansicht auf den Gewindeschaft 6 der Schraube k und in die erste Sektion 3 zeigt, eine Bogenlänge auf, die kleiner ist als der Bogenabstand der Teilstücke voneinander.

In die Kegelverzahnung 10 des Kopfteils 5 der Schraube h greifen,· wie Fig. h in einem Anwendungsbeispiel zeigt, vier Zahnräder 12 ein, die alle mit einem Steckschloß versehen sind. Drei Ausnehmungen Zk sind im Anschlagring 1 an solchen Stellen angeordnet,an denen keine Zahnräder 12 vorgesehen sind.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche:

'1.1 Schraubverbindung für zwei mit je einer Öffnung einander zugewandten Sektionen von Baugruppenhüllkörpern mit jeweils, zumindet im Verbindungsbereich, zylindrischen Innendurchmessern, deren Mittellinien in einer Geraden verlaufen, insbesondere für strömungsgünstige HüllkÖrper, wobei der Innenraum des Hüllkörpers auch im Verbindungsbereich noch frei und für Baugruppen nutzbar ist, gekennzeichnet durch eine, in eine erste Sektion (3) axial drehbar eingesetzte, ringförmige Schraube 00, deren Drehachse (8) in der Mittellinie (9) liegt, deren Gewindeschaft (6) ein Gewinde (7) trägt und der Öffnung (2) der ersten Sektion (3) zugewandt ist und deren Kopfteil (5) mit einer Verzahnung versehen ist, wobei der Innendurchmesser der ringförmigen Schraube (4) die nutzbare lichte Weite des Hüllkörpers im Verbindungsbereich ist, und durch eine in der zweiten Sektion (17) angeordnete Schraubenmutter (21), deren Gewindeanordnung (22) dem Gewinde (7) der Schraube (*0 angepaßt ist und deren Drehachse (8.I) in der Mittellinie (9) der Sektionen verläuft, wobei die Schraubenmutter (21) vor Verbindung beider Sektionen (3, 17) in einem axialen Abstand (d) zur Schraube (k) angeordnet ist, der kleiner

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ist als der axiale Abstand (d¹) der beiden Sektionen (3»17) voneinander, sowie durch wenigstens ein in der ersten Sektion (3) außerhalb der nutzbaren lichten Weite angeordnetes, in die Verzahnung der Schraube (4) eingreifendes Zahngetriebe, von denen wenigstens eines ein antreibendes Getriebeteil (Zahnrad 12, Schnecke 26) aufweist, das mit einem Steckschloß (13) versehen ist und über ein, durch eine Ausnehmung (i4a) in der ersten Sektion (3) einfiihrbares Drehelement (H) antreibbar angeordnet ist.

2e Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenmutter (2i) Bestandteil der zweiten Sektion (17) ist, wobei ein, nahe der Öffnung (16) der zweiten Sektion (i7) in der zweiten Sektion (i7) angeordnetes Innengewinde die Gewindeanordnung (22) der Schraubenmutter (ei) ist»

Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenmutter (2i) in der zweiten Sektion (17) drehfe^t und nit einer in Richtung zur Öffnung (16) der Sektion (17) reichende axiale Bewegungsfreiheit eingesetzt ist und daß eine, die Schraubenmutter (21) in Richtung zur Öffnung (16) drückende Federung (20) vorgesehen ist.

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h. Schraubverbindung nach Anspruch 2 und/oder J, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (7) und die Gewindeanordnung (22) aus einzelnen Teilstücken (7.1, 22.1) bestehen, wobei die Teilstücke (7·1, 22.1) je eine Bogenlänge aufweisen, die kleiner ist als die Bogenlänge des Abstandes je zweier benachbarter Teilstücke (7.1, 22.1) untereinander«

5· Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibende Getriebeteil ein Zahnrad (12) ist, dessen Achse radial zur Hittellinie (9) angeordnet ist, und daß die Verzahnung des Kopfteiles (3) der Schraube als Kegelverzahnung (10) ausgebildet ist.

6. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibende Getriebeteil eine Schnecke (26) ist, deren Achse tangential zur Verzahnung des Kopfteiles (5) angeordnet ist, die ihrerseits als Schneckenverzahnung (IO.I) ausgebildet ist.

7. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der beiden Sektionen (3, 17) Führungselemente (Führungsbolzen 23, Ausnehmung 2*0

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vorgesehen sind, die bei einem axialen Abstand der Sektionen (j5, 1?), bei dem sich die Schraube (h) und die Schraubenmutter (21) noch nicht berühren, im Eingriff sind.

8. Schraubverbindung nach Anspruch ]-, dadurch (gekennzeichnet, daß radial zwischen Schraubenmutter (21) und zugehöriger Sektion (17) ein Pendellager (18) angeordnet ist, das sich mit seinem äußeren Umfang an der Sektion (17) stützt und das mit seinem inneren Umfang fest mit der Schraubenmutter (21) verbunden ist und das eine axiale Pendelfreiheit aufweist, aber gegen relative Drehbewegungen zwischen innerem und äußerem Umfang festgesetzt ist. _;

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