DE102004031152B4

DE102004031152B4 - Zentrierbare Verbindung zwischen zwei axial voreinander montierbaren Bauteilen

Info

Publication number: DE102004031152B4
Application number: DE200410031152
Authority: DE
Inventors: Matthias Seufert; Lothar Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: DE102004031152A1

Abstract

Zentrierbare Verbindung zwischen zwei axial voreinander montierbaren, eine Temperaturdifferenz aufweisenden Bauteilen (1; 2) zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmeausdehnung der beiden Bauteile relativ zueinander mittels zumindest jeweils zweier mit radialer Führung axial ineinandergreifender, über den Umfang der zentrierbaren Verbindung gegeneinander um ungleich 180° verteilter Bauteil-Führungsmittel, wobei die Führungsmittel einerseits durch, insbesondere axial vorstehende, Führungen an dem einen Bauteil (1), welches relativ zu dem anderen Bauteil (2) eine höhere Temperatur aufweist, und durch korrespondierende Führungsaufnahmen an dem anderen Bauteil (2) gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine zentrierbare Verbindung zwischen zwei axial voreinander montierbaren Bauteilen gemäß Patentanspruch 1.

Bei eine zentrischen Ausrichtung einer Verbindung der vorgenannten Art z. B. nach DE-1878647 U zwischen zwei axial voreinander zu montierenden Bauteilen kann es bei der Montage durch minimale Ungenauigkeiten leicht zu einem Versatz der Bauteile gegeneinander kommen. Ebenso kann es während besonderer Belastungen einer bereits zentrisch ausgerichteten Verbindung zwischen zwei Bauteilen wie zum Beispiel durch Temperaturdifferenzen des einen Bauteils relativ zu dem anderen, zu einem gegenseitigen Versatz kommen. Sind die beiden Bauteile durch einen zentralen Wellenantrieb mittels einer lösbaren Kupplung verbunden, so kann sich ein Versatz auch auf die Kupplung und damit negativ auf den Wellenantrieb auswirken. Die Folge sind bei hohen Drehzahlen Vibrationen, Geräusche bzw. in letzter Konsequenz der Totalausfall des gesamten Wellenantriebes. Ein spezielles Beispiel, für das diese Problematik bekannt ist, ist gegeben bei einem auf eine Gantry montierten Röntgenstrahler mit einem motorischen Drehanodenantrieb. Durch die Rotation der Gantry und durch die temperaturbedingte Ausdehnung des Motors entsteht ein Versatz zwischen dem Motor und dem Röntgenstrahler.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei derartigen zentrierbaren Verbindungen zwischen zwei axial voreinander montierbaren Bauteilen mit einfachen Mitteln auch bei unterschiedlich starker Erwärmung der beiden Bauteile eine zuverlässige Zentrierung zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine zentrierbare Verbindung zwischen zwei axial voreinander montierbaren Bauteilen gemäß Patentanspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße radiale Führung in den Führungsaufnahmen mittels zumindest jeweils zweier erfindungsgemäß versetzt zueinander angeordneter Führungsmittel, bei denen die Führungen an dem einen Bauteil, welches relativ zu dem anderen Bauteil eine höhere Temperatur aufweist, und die korrespondierenden Führungsaufnahmen an dem anderen Bauteil angeordnet sind, kann sich eine unterschiedliche Wärmeausdehnung der beiden Bauteile relativ zueinander nicht auf einen Versatz von deren Zentrierung auswirken, sodass die zentrische Lagerung eines nach einer Ausgestaltung vorgesehenen zentralen Wellenantriebes zwischen den Bauteilen trotzdem gewährleistet ist.

In für die Stabilität der Zentrierung vorteilhafter Weise ist die radiale Führung als Passführung mit entsprechender tangentialer Spielbegrenzung ausgebildet. Mit der Passführung ist eine Verschiebung nur in radiale Richtung möglich, quer dazu und insbesondere in Umfangsrichtung aber unterdrückt, so dass trotz unterschiedlicher Ausdehnung der beiden Bauteile relativ zueinander das Zentrum ortsunveränderlich erhalten bleibt. In für eine einfache Bauweise vorteilhafter Weise sind die Führungen durch Mitnahmestifte und die korrespondierenden Führungsaufnahmen durch korrespondierende Mitnahmeöffnungen, insbesondere in Langloch-Form, gebildet.

Gemäss Ausgestaltung der Erfindung ist ein zentraler Wellenantrieb zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil vorgesehen. In für eine einfache Handhabbarkeit und Austauschbarkeit von Komponenten zweckmäßiger Weise ist der zentrale Wellenantrieb mittels einer Kupplung zwischen dem einen und dem anderen Bauteil lösbar verbunden.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
1 in Seitenansicht einen Axial-Aufriss durch eine erfindungsgemäße zentrierbare Verbindung zwischen zwei axial voreinander montierbaren Bauteilen mit Mitnahmestiften sowie korrespondierenden Langlöchern;
2 die zentrierbare Verbindung gemäß 1 im Schnittverlauf II-II mit erfindungsgemäß angeordneten Mitnahmestiften und Langlöchern;
3 einen vergrößerten Ausschnitt III der zentrierbaren Verbindung mit einem Langloch gemäß 2;
4 eine weitere zentrierbare Verbindung mit erfindungsgemäß angeordneten Mitnahmestiften und korrespondierenden Langlöchern.
In 1 ist eine zentrierbare Verbindung 20 zwischen zwei axial voreinander montierbaren Bauteilen gezeigt, insbesondere mit einem ersten Bauteil 1, bestehend aus einem Motor 6, und mit einem zweiten Bauteil 2, zum Beispiel einem Röntgenstrahler 7 mit einer antreibbaren Drehanode. Das erste Bauteil 1 enthält außerdem eine Antriebswelle 11 und das zweite Bauteil 2 eine Antriebswelle 12. Antriebswelle 11 und Abtriebswelle 12 ergeben einen Wellenantrieb und sind mittels einer lösbaren Kupplung 10 verbunden und um eine gemeinsame Drehachse 5 drehbar. Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 sind mittels Befestigungen 13 und 14 an einer nicht gezeigten Vorrichtung, wie zum Beispiel einer Gantry, befestigt und dadurch grob ausrichtbar. Zur Feinausrichtung können die erfindungsgemäß an dem ersten Bauteil 1 axial vorstehende Führungen, insbesondere Mitnahmestifte 3, und die korrespondierenden Führungsaufnahmen, insbesondere Langlöcher 4, an dem zweiten Bauteil 2 vorteilhaft benutzt werden. Die Führungen sind dabei so ausgebildet, dass sie eine radial frei be wegliche Führung mit gleichzeitiger Spielbegrenzung quer dazu, insbesondere in Umfangsrichtung, gewährleisten. Dehnt sich zum Beispiel durch Erwärmung das erste Bauteil 1 relativ zu dem zweiten aus, so bleibt durch die radial bewegliche Führung und gleichzeitige tangentiale Spielbegrenzung die Verbindung 20 zentriert.
In vorteilhafter Weise sind gemäß 2 bzw. 4 mindestens drei Führungen, insbesondere Mitnahmestifte 3, und mindestens drei korrespondierende Führungsaufnahmen, insbesondere Langlöcher 4, vorgesehen und von diesen jeweils mindestens zwei über den Umfang der zentrierbaren Verbindung gegeneinander um ungleich 180° angeordnet. Dadurch lässt sich eine günstigere Lastenverteilung bei gleichzeitiger Zentrierung bewirken.
2 zeigt die zentrierbare Verbindung 20 im Schnittverlauf II-II gemäß 1. An dem zweiten Bauteil 2 sind Führungsaufnahmen in Form von radial zur Kupplung 10 und der darin befindlichen Drehachse 5 orientierten Langlöchern 4 angebracht. In vorteilhafter Weise sind jeweils zwei der drei Führungen, insbesondere Mitnahmestifte 3, bzw. jeweils zwei der drei korrespondierenden Führungsaufnahmen, insbesondere Langlöcher 4, zueinander in einem Abstand von im Wesentlichen 180° und die dritte von den zwei anderen in einem Abstand von im Wesentlichen 90° angeordnet. Die Mitnahmestifte 3 sind in den Langlöchern 4 radial frei beweglich und tangential durch Anschlag an die Führungen spielbegrenzt. 3 zeigt vergrößert die Führung eines einzelnen Mitnahmestiftes 3 in einem einzelnen korrespondierenden Langloch 4.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer zentrierbaren Verbindung 21 mit drei Mitnahmestiften 3 und drei korrespondierenden Langlöchern 4 mit einer zusätzlichen Anordnung der Langlöcher 4. Zweckmäßigerweise sind die Führungen, insbesondere Mitnahmestifte 3, bzw. die korrespondierenden Führungsaufnahmen, insbesondere Langlöcher 4, im gleichen radialen Abstand – als Kreisbahn 15 angedeutet – zu dem Zentrum der zentrierbaren Verbindung angeordnet. In vorteilhafter Weise sind die Führungen, insbesondere Mitnahmestifte 3, bzw. die korrespondierenden Führungsaufnahmen, insbesondere Langlöcher 4, jeweils im gegenseitigen Abstand von im Wesentlichen 120° angeordnet.
Die Erfindung lässt sich wie folgt kurz zusammenfassen: Zur Gewährleistung der Zentrierung bei Temperaturdifferenzen sind bei einer zentrierbaren Verbindung zwischen zwei axial voreinander montierbaren, eine Temperaturdifferenz aufweisenden Bauteilen 1; 2 zumindest jeweils zwei mit radialer Führung axial ineinandergreifende, über den Umfang der zentrierbaren Verbindung gegeneinander um ungleich 180° verteilte Bauteil-Führungsmittel 3; 4 vorgesehen, wobei die Führungsmittel einerseits durch, insbesondere axial vorstehende, Führungen an dem einen Bauteil 1, welches relativ zu dem anderen Bauteil 2 eine höhere Temperatur aufweist, und durch korrespondierende Führungsaufnahmen an dem anderen Bauteil 2 gebildet sind.

Claims

Zentrierbare Verbindung zwischen zwei axial voreinander montierbaren, eine Temperaturdifferenz aufweisenden Bauteilen (1; 2) zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmeausdehnung der beiden Bauteile relativ zueinander mittels zumindest jeweils zweier mit radialer Führung axial ineinandergreifender, über den Umfang der zentrierbaren Verbindung gegeneinander um ungleich 180° verteilter Bauteil-Führungsmittel, wobei die Führungsmittel einerseits durch, insbesondere axial vorstehende, Führungen an dem einen Bauteil (1), welches relativ zu dem anderen Bauteil (2) eine höhere Temperatur aufweist, und durch korrespondierende Führungsaufnahmen an dem anderen Bauteil (2) gebildet sind.
Zentrierbare Verbindung nach Anspruch 1, wobei die radiale Führung als Passführung mit entsprechender tangentialer Spielbegrenzung ausgebildet ist.
Zentrierbare Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Führungen durch Mitnahmestifte (3) und die korrespondierenden Führungsaufnahmen durch Mitnahmeöffnungen, insbesondere in Langloch-Form (4), gebildet sind.
Zentrierbare Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein zentraler Wellenantrieb (11; 12) zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Bauteil (2) vorgesehen ist.
Zentrierbare Verbindung nach Anspruch 4, wobei der zentrale Wellenantrieb (11; 12) mittels einer Kupplung (10) zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Bauteil (2) lösbar verbunden ist.
Zentrierbare Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens drei Führungen und mindestens drei korrespondierende Führungsaufnahmen vorgesehen und von diesen jeweils mindestens zwei über den Umfang der zentrierbaren Verbindung gegeneinander um ungleich 180° angeordnet sind.
Zentrierbare Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei drei Führungen und drei korrespondierende Führungsaufnahmen vorgesehen sind.
Zentrierbare Verbindung nach Anspruch 7, wobei jeweils zwei der drei Führungen bzw. jeweils zwei der drei korrespondierenden Führungsaufnahmen zueinander in einem Abstand von im Wesentlichen 180° und die dritte von den zwei anderen in einem Abstand von im Wesentlichen 90° angeordnet sind.
Zentrierbare Verbindung nach Anspruch 7, wobei die Führungen bzw. die korrespondierenden Führungsaufnahmen jeweils im gegenseitigen Abstand von im Wesentlichen 120° angeordnet sind.
Zentrierbare Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Führungen bzw. die korrespondierenden Führungsaufnahmen im gleichen radialen Abstand zu dem Zentrum der zentrierbaren Verbindung angeordnet sind.
Medizinische Einrichtung, insbesondere Röntgengerät mit motorischem Drehanodenantrieb, mit einer zentrierbaren Verbindung nach Anspruch 1.
Medizinische Einrichtung nach Anspruch 11, mit einer zentrierbaren Verbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 10.