DE102020100969A1 - Tie rod connection of components - Google Patents
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- F16B4/004—Press fits, force fits, interference fits, i.e. fits without heat or chemical treatment
Abstract
Zugankerverbindung (10) von Bauteilen, mit einem ersten Bauteil (11), einem zweiten Bauteil (12) und einem Zuganker (13) zur Verbindung von erstem Bauteil (11) und zweitem Bauteil (12), wobei der Zuganker (13) einen ersten Befestigungsabschnitt (13a) mit einem ersten Gewinde (14) aufweist, der mit einer Gewindebohrung (15) des ersten Bauteils (11) zusammenwirkt, wobei der Zuganker (13) einen zweiten Befestigungsabschnitt (13b) aufweist, der eine gewindelose Durchgangsbohrung (16) des zweiten Bauteils (12) durchdringt und zumindest an einem aus der Durchgangsbohrung (16) herausragenden Endabschnitt (13c) ein zweites Gewinde (17) aufweist, das mit einer Mutter (18) zusammenwirkt, wobei zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt (13a) und dem zweiten Befestigungsabschnitt (13b) ein Zwischenabschnitt (13d) mit geringerem Außendurchmesser als im Bereich der beiden Befestigungsabschnitte (13a, 13b) ausgebildet ist, wobei auf dem Zwischenabschnitt (13d) ein in Umfangsrichtung geteilter Klemmkegel (19) angeordnet ist, dessen Außendurchmesser sich ausgehend vom ersten Befestigungsabschnitt (13a) gesehen in Richtung aus den zweiten Befestigungsabschnitt (13b) gesehen konisch verjüngt, wobei der Klemmkegel (20) in eine Ausnehmung eines Klemmtrichters (20) hineinragt, die sich ausgehend vom ersten Befestigungsabschnitt (13a) gesehen in Richtung aus den zweiten Befestigungsabschnitt (13b) gesehen konisch verjüngt.Tie rod connection (10) of components, with a first component (11), a second component (12) and a tie rod (13) for connecting the first component (11) and the second component (12), the tie rod (13) having a first Fastening section (13a) with a first thread (14) which interacts with a threaded hole (15) of the first component (11), the tie rod (13) having a second fastening section (13b) which has a threadless through hole (16) of the second component (12) penetrates and at least on one end section (13c) protruding from the through-hole (16) has a second thread (17) which cooperates with a nut (18), with between the first fastening section (13a) and the second fastening section (13b) an intermediate section (13d) with a smaller outer diameter than in the area of the two fastening sections (13a, 13b) is formed, with a clamping corner divided in the circumferential direction on the intermediate section (13d) gel (19) is arranged, the outer diameter of which tapers conically seen starting from the first fastening section (13a) in the direction of the second fastening section (13b), the clamping cone (20) protruding into a recess of a clamping funnel (20) which starts out seen from the first fastening section (13a) in the direction of the second fastening section (13b), it tapers conically.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zugankerverbindung von Bauteilen.The invention relates to a tie rod connection of components.
Es sind eine Vielzahl von Anwendungen bekannt, in welchen Bauteile mit einem Zuganker unter Ausbildung einer Zugankerverbindung verbunden werden. So ist es insbesondere aus dem Schiffsmotorenbereich bekannt, Zylinderköpfe mit einem Zylinderkurbelgehäuse über Zuganker zu verbinden. Zugankerverbindungen unterliegen hohen mechanischen Belastungen. Dies kann zu einem Versagen der Zugankerverbindung führen. Es besteht dann die Gefahr, dass der Zuganker bricht und ein Bruchstück desselben unkontrolliert in die Umgebung gelangt. Dies ist von Nachteil.A large number of applications are known in which components are connected to a tie rod to form a tie rod connection. It is known in particular from the marine engine sector to connect cylinder heads to a cylinder crankcase via tie rods. Tie rod connections are subject to high mechanical loads. This can lead to a failure of the tie rod connection. There is then the risk that the tie rod breaks and a fragment of it gets into the environment in an uncontrolled manner. This is a disadvantage.
Es besteht Bedarf an einer neuartigen Zugankerverbindung von Bauteilen, mithilfe derer dann, wenn der Zuganker brechen sollte, ein unkontrolliertes Entweichen von Bruchstücken der Zugankerverbindung in die Umgebung der miteinander verbundenen Bauteile verhindert werden kann.There is a need for a new type of tie-rod connection of components with the aid of which, if the tie-rod should break, uncontrolled escape of fragments of the tie-rod connection into the vicinity of the interconnected components can be prevented.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Zugankerverbindung von Bauteilen zu schaffen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of creating a novel tie rod connection of components.
Diese Aufgabe wird durch eine Zugankerverbindung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a tie rod connection according to claim 1.
Der erfindungsgemäße Zugankerverbindung weist ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil und einen Zuganker zur Verbindung von erstem Bauteil und zweitem Bauteil auf.The tie rod connection according to the invention has a first component, a second component and a tie rod for connecting the first component and the second component.
Der Zuganker weist einen ersten Befestigungsabschnitt mit einem ersten Gewinde auf, der mit einer Gewindebohrung des ersten Bauteils zusammenwirkt. Der Zuganker weist einen zweiten Befestigungsabschnitt auf, der eine gewindelose Durchgangsbohrung des zweiten Bauteils durchdringt und zumindest an einem aus der Durchgangsbohrung herausragenden Endabschnitt ein zweites Gewinde aufweist, das mit einer Mutter zusammenwirkt. Zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt des Zugankers und dem zweiten Befestigungsabschnitt des Zugankers ist ein Zwischenabschnitt des Zugankers mit geringerem Außendurchmesser als im Bereich der beiden Befestigungsabschnitte ausgebildet ist.The tie rod has a first fastening section with a first thread which interacts with a threaded hole in the first component. The tie rod has a second fastening section which penetrates a threadless through hole of the second component and at least on one end section protruding from the through hole has a second thread which cooperates with a nut. Between the first fastening section of the tie rod and the second fastening section of the tie rod there is an intermediate section of the tie rod with a smaller outer diameter than is formed in the area of the two fastening sections.
Auf dem Zwischenabschnitt des Zugankers ist ein in Umfangsrichtung geteilter Klemmkegel angeordnet, dessen Außendurchmesser sich ausgehend vom ersten Befestigungsabschnitt gesehen in Richtung aus den zweiten Befestigungsabschnitt gesehen konisch verjüngt. Der Klemmkegel greift in eine Ausnehmung eines Klemmtrichters ein, die sich ausgehend vom ersten Befestigungsabschnitt gesehen in Richtung aus den zweiten Befestigungsabschnitt gesehen konisch verjüngt.Arranged on the intermediate section of the tie rod is a clamping cone which is split in the circumferential direction and whose outer diameter tapers conically, viewed from the first fastening section, in the direction out of the second fastening section. The clamping cone engages in a recess of a clamping funnel which, starting from the first fastening section, tapers conically as seen in the direction out of the second fastening section.
Mit der erfindungsgemäßen Zugankerverbindung kann sichergestellt werden, dass im Falle eines Versagens des Zugankers Bruchstücke desselben nicht unkontrolliert in die Umgebung der miteinander verbundenen Bauteile gelangen.With the tie-rod connection according to the invention, it can be ensured that in the event of failure of the tie-rod, fragments of the tie-rod do not get into the vicinity of the interconnected components in an uncontrolled manner.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zugankerverbindung besteht darin, dass dieselbe bereits beim Verspannungsvorgang des Zugankers und demnach beim Befestigungsvorgang der miteinander zu verbindenden Bauteile einen Schutz bereitstellt. Die erfindungsgemäße Zugankerverbindung stellt einen Fangschutz für Bruchstücke demnach nicht erst nach der Montage und Verspannung des Zugankers bereit, sondern bereits bei der Montage und Verspannung des Zugankers. Dies gewährleistet eine maximale Sicherheit.A further advantage of the tie rod connection according to the invention is that it already provides protection during the tensioning process of the tie rod and therefore during the fastening process of the components to be connected to one another. The tie-rod connection according to the invention accordingly provides safety protection for fragments not only after the tie-rod has been assembled and braced, but rather already during the assembly and bracing of the tie-rod. This ensures maximum security.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Teile des in Umfangsrichtung geteiltes Klemmkegels über ein Fixierelement zusammenhalten und am Zwischenabschnitt des Zugankers fixiert, wobei das Fixierelement die Teile des Klemmkegels vorzugsweise federelastisch gegen den Zwischenabschnitt drückt. Dies gewährleistet bei einfacher Bauform und einfacher Montierbarkeit die Bereitstellung eines optimalen Fangschutzes für sich beim Versagen des Zugankers ausbildende Bruchstücke.According to an advantageous development of the invention, the parts of the clamping cone divided in the circumferential direction are held together by a fixing element and fixed to the intermediate section of the tie rod, the fixing element preferably pressing the parts of the clamping cone against the intermediate section in a resilient manner. With a simple design and easy assembly, this ensures the provision of optimal safety protection for fragments that form in the event of the tie rod failing.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beträgt ein Kegelwinkel des Klemmkegels und ein Trichterwinkel des Klemmtrichters jeweils zwischen 5° und 45°, bevorzugt zwischen 5° und 35°. Hiermit kann eine gespeicherte Federenergie eines verspannten Zugankers, die beim Versagen desselben in kinetische Energie gewandelt werden würde, optimal vom Klemmkegel und Klemmtrichter aufgefangen und in Verformungsenergie umgewandelt werden, um einen unkontrollierten Austritt von Bruchstücken des Zugankers in die Umgebung zu verhindern.According to an advantageous development of the invention, a cone angle of the clamping cone and a funnel angle of the clamping funnel are each between 5 ° and 45 °, preferably between 5 ° and 35 °. With this, a stored spring energy of a tensioned tie rod, which would be converted into kinetic energy if it fails, can be optimally absorbed by the clamping cone and clamping funnel and converted into deformation energy in order to prevent uncontrolled escape of fragments of the tie rod into the environment.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Außendurchmesser des Klemmkegels an einem vom ersten Bauteil abgewandten Ende kleiner als ein Innendurchmesser der Durchgangsbohrung des zweiten Bauteils, wobei vorzugsweise ein Außendurchmesser des Klemmkegels an einem dem ersten Bauteil zugewandten Ende größer als ein Innendurchmesser der Durchgangsbohrung des zweiten Bauteils ist, und wobei vorzugsweise ein Innendurchmesser des Klemmtrichters an einem vom ersten Bauteil abgewandten Ende größer als ein Innendurchmesser der Durchgangsbohrung des zweiten Bauteils ist oder demselben entspricht. Auch diese Weiterbildungen der Erfindung gewährleisten einen optimalen Fangschutz für Bruchstücke einer Zugankerverbindung, die sich beim Versagen des Zugankers ausbilden können.According to an advantageous development of the invention, an outer diameter of the clamping cone at an end facing away from the first component is smaller than an inner diameter of the through hole of the second component, with an outer diameter of the clamping cone at an end facing the first component preferably being greater than an inner diameter of the through hole of the second component is, and wherein preferably an inner diameter of the clamping funnel at an end facing away from the first component is greater than an inner diameter of the through hole of the second component or corresponds to the same. These developments of the invention also ensure an optimal safety catch for fragments of a tie rod connection that can develop if the tie rod fails.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Preferred developments of the invention emerge from the subclaims and the following description.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Zugankerverbindung von Bauteilen.
-
1 a partial cross-section through a tie rod connection of components.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Zugankerverbindung von Bauteilen. Die Zugankerverbindung umfasst ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil und mindestens einen Zuganker zur Verbindung von erstem Bauteil und zweitem Bauteil.The present invention relates to a tie rod connection of components. The tie rod connection comprises a first component, a second component and at least one tie rod for connecting the first component and the second component.
Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Bauteil um ein Zylinderkurbelgehäuse und bei dem zweiten Bauteil über einen Zylinderkopf, die über eine erfindungsgemäße Zugankerverbindung verbunden werden.In particular, the first component is a cylinder crankcase and the second component is connected via a cylinder head, which are connected via a tie rod connection according to the invention.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Zugankerverbindung auch bei der Verbindung anderer Bauteile zum Einsatz kommen kann.It should be noted that the tie rod connection can also be used to connect other components.
Zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt
Auf dem Zwischenabschnitt
Sollte der Zuganker
Wie bereits ausgeführt, ist der Klemmkegel
Im Ausführungsbeispiel der
Der Klemmkegel
Der Klemmkegel
Der relativ kleine Außendurchmesser des Klemmkegels
Die erfindungsgemäße Zugankerverbindung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- ZugankerverbindungTie-rod connection
- 1111
- erstes Bauteilfirst component
- 1212th
- zweites Bauteilsecond component
- 1313th
- ZugankerTie rod
- 13a13a
- ersten Befestigungsabschnittfirst fastening section
- 13b13b
- zweiter Befestigungsabschnittsecond fastening section
- 13c13c
- ZwischenabschnittIntermediate section
- 13d13d
- EndabschnittEnd section
- 1414th
- erstes Gewindefirst thread
- 1515th
- GewindebohrungThreaded hole
- 1616
- DurchgangsbohrungThrough hole
- 1717th
- zweites Gewindesecond thread
- 1818th
- Muttermother
- 1919th
- KlemmkegelClamping cone
- 19a19a
- AußenkonturOuter contour
- 2020th
- KlemmtrichterClamping funnel
- 20a20a
- InnenkonturInner contour
- 2121
- FixierelementFixing element
- 2222nd
- NutGroove
Claims (10)
Priority Applications (1)
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