DE10223301A1 - Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff zum Halten von SiO¶2¶-Hohlzylindern - Google Patents

Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff zum Halten von SiO¶2¶-Hohlzylindern

Info

Publication number
DE10223301A1
DE10223301A1 DE2002123301 DE10223301A DE10223301A1 DE 10223301 A1 DE10223301 A1 DE 10223301A1 DE 2002123301 DE2002123301 DE 2002123301 DE 10223301 A DE10223301 A DE 10223301A DE 10223301 A1 DE10223301 A1 DE 10223301A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
support rod
section
rod according
designed
contact surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2002123301
Other languages
English (en)
Inventor
Uwe Christiansen
Volker Rauhut
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Original Assignee
Heraeus Tenevo GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heraeus Tenevo GmbH filed Critical Heraeus Tenevo GmbH
Priority to DE2002123301 priority Critical patent/DE10223301A1/de
Priority to AU2003240685A priority patent/AU2003240685A1/en
Priority to PCT/EP2003/005318 priority patent/WO2003099734A1/de
Publication of DE10223301A1 publication Critical patent/DE10223301A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01486Means for supporting, rotating or translating the preforms being formed, e.g. lathes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/14Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
    • C03B19/1484Means for supporting, rotating or translating the article being formed

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Um eine bekannte Tragstange aus faserverstärktem Kohlenstoff, insbesondere aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff, zum Halten von SiO¶2¶-Hohlzylindern in vertikaler Ausrichtung so zu verbessern, dass sie auch bei großen Längen kostengünstig herstellbar ist und hohen Festigkeitsanforderungen genügt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Tragstange aus mehreren zylinderförmigen Teilstücken (1; 5) zusammengesetzt ist, die an ihren Enden mit Gewinde (3) versehen und mittels Schraubverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Gewinde (3) als Rundgewinde ausgebildet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tragstange aus faserverstärktem Kohlenstoff, insbesondere aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff, zum Halten von SiO2- Hohlzylindern in vertikaler Ausrichtung.
  • Die Herstellung von Quarzglas aus synthetisch erzeugtem SiO2 erfolgt häufig über ein Zwischenprodukt in Form eines Hohlzylinders aus porösem SiO2, der im allgemeinen als "Sootkörper" bezeichnet wird. Derartige Sootkörper sind mechanisch wenig stabil und daher - insbesondere bei hohem Gewicht - schwer zu handhaben.
  • Zum Halten derartiger Sootkörper wurden eine Vielzahl von Vorrichtungen vorgeschlagen. Eine Halterung gemäß der eingangs genannten Gattung ist aus der EP 0 701 975 A2 bekannt. Die Halterung umfasst eine Tragstange aus carbonfaserverstärktem. Kohlenstoff (CFC), die an einem Haltefuß befestigt ist. Auf dem Haltefuß ruht der in vertikaler Ausrichtung zu haltende Hohlzylinder, wobei sich die Tragstange durch die Innenbohrung des Hohlzylinders erstreckt. Die zum Transport oder zum Halten des Hohlzylinders erforderlichen Kräfte greifen an dem Haltefuß und an dem Tragstab an.
  • Bauteilen aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff werden aus Formkörpern hergestellt, in denen sich Schichten aus Fasermaterial und Grafit abwechseln. Diese werden in sogenannten Grafitierungsöfen gesintert. Die Herstellung von Bauteilen, die größer sind als herkömmliche Grafitierungsöfen ist besonders aufwendig. Dies betrifft auch Tragstangen für die Halterung eines Sootkörpers, wenn diese eine Länge von mehreren Metern aufweisen soll.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Tragstange aus faserverstärktem Kohlenstoff, insbesondere aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff, anzugeben, die auch bei großen Längen kostengünstig herstellbar ist, und die hohen Festigkeitsanforderungen genügt.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs genannten Tragstange erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Tragstange aus mehreren zylinderförmigen Teilstücken, die an ihren Enden mit Gewinde versehen und mittels Schraubverbindung miteinander verbunden sind, zusammengesetzt ist, wobei die Gewinde als Rundgewinde ausgebildet sind.
  • Die erfindungsgemäße Tragstange ist somit aus kleineren Teilstücken zusammengeschraubt. Die Längen der Teilstücke sind so gewählt, dass sie in Grafitierungsöfen mit Standardabmessungen gefertigt werden können. Derzeit liegen die ohne Sonderanfertigung herstellbaren Längen bei etwa 1,2 m, so dass zur Herstellung einer üblichen Tragstange drei bis sechs Teilstücke benötigt werden.
  • Die Verbindung der als Stab oder Rohr vorliegenden Teilstücke miteinander erfolgt durch eine Schraubverbindung. Hierfür sind die Teilstücke - abgesehen von den beiderseitigen Endstücken der Tragstange - jeweils an beiden Enden mit einem Gewinde versehen. Entweder ist an einem Ende ein Außengewinde (Gewindebolzen) und an dem anderen Ende ein Innengewinde (Gewindebohrung) vorgesehen, wobei in dem Fall eine einzige Form der Teilstücke zur Bildung der Tragstange genügt. Oder es gibt unterschiedliche Arten von Teilstücken, die jeweils beiderseits mit Gewindebohrungen oder mit Gewindebolzen versehen sind, wobei in diesem Fall die Tragstange aus den unterschiedlichen Teilstücken wechselweise zusammengeschraubt wird. Die als Endstücke der Tragstange dienenden Teilstücke weisen an dem einen Ende ein Gewinde auf, das mit dem Gewinde eines Mittelstücks korrespondiert, und sie an dem anderen, freien Ende ebenfalls Gewinde aufweisen, wobei diese Gewinde speziell an die Fixierung der Tragstange angepasste Formen aufweisen können.
  • Entscheidend ist dass diejenigen beiden jeweils ineinander greifenden Gewinde, mittels denen die Schraubverbindung zwischen benachbarten Teilstücken realisiert ist, als Rundgewinde ausgebildet sind. Durch das Rundgewinde werden Kantenspannungen im Bereich der Gewindeflanken vermindert. Metrische Gewinde haben üblicherweise einen Flankenwinkel von 60°; Trapezgewinde um 30°. Werden derartige Gewindeverbindungen axial belastet, so bildet sich - je nach Flankenwinkel - eine in radialer Richtung wirkende Kraftkomponente aus, die das Muttergewinde in der Grafitschicht aufsprengen kann (im Folgenden als "Spaltwirkung" bezeichnet). Daher werden bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Tragstange die Gewinde als Rundgewinde ausgeführt, wie sie in DIN 405 spezifiziert sind. Durch die Ausrundung des Gewindegrundes werden Spannungsspitzen reduziert.
  • Die erfindungsgemäße Tragstange besteht aus faserverstärktem Kohlenstoff, insbesondere aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff. Dieser Werkstoff weist herstellungsbedingt eine Schichtstruktur auf, wobei sich Schichten aus kreuzförmig angeordneten Fasern (Fasermatrix) und Schichten aus Grafit abwechseln. In Richtung der beiden Achsen der Fasermatrix zeichnet sich der Werkstoff durch hohe Zugfestigkeit aus, wohingegen die Grafitschichten eine geringe Festigkeit aufweisen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstange weist daher jedes Teilstück eine Schichtstruktur aus einer sich wiederholenden Abfolge von Faser- und Grafitschichten auf, wobei die Teilstücke derart angeordnet sind, dass jede Schicht in einer sich in Richtung der Zylinderlängsachse erstreckenden Schichtebene verläuft, und dass die Schichtebenen benachbarter Teilstücke einen Winkel im Bereich zwischen 0° und 10° einschließen.
  • Hierbei sind die Teilstücke der Tragstange so miteinander verbunden, dass die in Richtung der Zylinderlängsachse verlaufende Schichtstruktur in dieser Richtung idealerweise durchgehend ist. Dadurch wird gewährleistet, dass in axialer Richtung wirkende Zugkräfte über die gesamte Länge der Tragstange im Wesentlichen von den zugfesten Fasermatrix-Schichten aufgenommen werden können.
  • Geringe Winkelabweichungen bis zu 10° haben sich als wenige schädlich erwiesen. Bei größeren Winkelabweichungen werden Zugkräfte jedoch zu einem großen Anteil über die Grafitschichten übertragen, so dass es zum Abscheren der tragenden Gewindebereiche und damit zum Trennen der Tragstangen-Teilstücke kommen kann.
  • Das Rundgewinde ist als Innengewinde oder als Außengewinde ausgebildet. Bei einem als Außengewinde ausgebildeten Rundgewinde ergibt sich eine weitere Verbesserung dadurch, dass es mindestens einseitig eine in Richtung der Zylinderlängsachse und parallel zur Schichtebene verlaufende Flachseite aufweist.
  • Ein Grund für diese Maßnahme liegt darin, dass es bei der Bearbeitung des Außengewindes vorkommt, dass kleine Gewindebereiche im Bereich der Grafitschichten ausbrechen, da die mechanische Stabilität dieser Schichten gering ist. Teilweise brechen diese Bereiche auch bei dem Zusammenschrauben der Teilstücke aus. Dies erschwert die Montagearbeiten, da die abgesplitteten Fragmente hinderlich sind. Bei der erfindungsgemäßen Modifizierung werden daher die über den Gewindegrund überstehenden Gewindebereiche abgetragen, indem das Außengewinde mit einer Flachseite versehen wird, die bis an den Gewindegrund reicht. Die Ebene der Flachseite verläuft dabei parallel zu den Ebenen der Schichten (im Folgenden auch als "Schichtebene" bezeichnet). Die Flachseite ist einseitig ausgebildet, vorzugsweise aber zweiseitig, also auch auf der der ersten Flachseite gegenüberliegenden Seite des Rundgewindes.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragstange weist die Schraubverbindung benachbarter Teilstücke eine Innenbohrung mit Innengewinde bei dem einen Teilstück, und einen in die Innenbohrung hineinragenden Zapfen mit einem in das Innengewinde eingreifenden Außengewinde bei dem anderen Teilstück auf, wobei eine Teillänge der Innenbohrung als zylindermantelförmige Führungshülse, und eine Teillänge des Zapfens als zylindermantelförmiger, an der Führungshülse anliegender Zentrierbolzen ausgebildet ist.
  • Bei dieser Ausführungsform der Schraubverbindung ist zusätzlich zu der eigentlichen Verschraubung, die durch ein Innengewinde und ein darin eingreifendes Außengewinde bewerkstelligt wird, eine radiale mechanische Führung und Zentrierung der Teilstücke vorgesehen. Hierzu ist im Bereich einer Innenbohrung, in der das Innengewinde ausgebildet ist, zusätzlich ein Bereich vorgesehen, der als zylindermantelförmige "Führungshülse" ausgebildet ist. Weiterhin ist ein Zapfen vorgesehen, an dem nicht nur das mit dem Innengewinde korrespondierende Außengewinde vorgesehen ist, sondern auch ein zylindermantelförmiger Bereich, der hier als "Zentrierbolzen" bezeichnet wird und der mit seiner Mantelfläche in der Führungshülse anliegt. Zentrierbolzen und Führungshülse sind präzise gearbeitet, so dass sie zur Zentrierung und Fixierung der Teilstücke zueinander gewährleisten Dadurch kann das Rundgewinde in einer groben Spielpassung ausgeführt sein, die einerseits das Zusammenfügen der Teilstücke erleichtert und die andererseits die Gefahr verringert, dass unzulässig hohe Biegekräfte auf das Gewinde einwirken.
  • Es hat sich als günstig erwiesen, dass benachbarte Teilstücke zueinander axial fixiert sind, indem eine in Richtung der Zylinderlängsachse weisende Auflagefläche bei dem einen Teilstück vorgesehen ist, an der eine an dem anderen Teilstück ausgebildete Kontaktfläche anliegt.
  • Die in Richtung der Zylinderlängsachse weisenden und aneinander liegenden Flächen (Auflagefläche und Kontaktfläche) dienen zur maßlichen axialen Fixierung der beiden benachbarten Teilstücke und sie vermindern Maßtoleranzen über die Gesamtlänge der Tragstange.
  • In einer ersten Ausführungsvariante der so ausgestalteten Tragstange ist die Kontaktfläche bei dem einen und die Auflagefläche bei dem anderen Teilstück als stirnseitige Planfläche ausgebildet.
  • Die Herstellung stirnseitiger Planflächen gestaltet sich besonders einfach. Außerdem bilden sich bei axialer Zug- und Druckbelastung lediglich axial, also parallel zur Schichtebene verlaufende Kraftkomponenten, die keine "Spaltwirkung" hervorrufen.
  • In einer anderen, jedoch gleichermaßen bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche bei dem einen Teilstück als Innenkonus und die Auflagefläche bei dem anderen Teilstück als Außenkonus ausgebildet.
  • Bei dieser Ausführungsform trägt der Konus zu einer Zentrierung der beiden miteinander verbundenen Teilstücke bei.
  • Hierbei hat es sich als besonders günstig erwiesen, dass der Außenkonus im Bereich der Innenbohrung bei dem einen Teilstück, und der Innenkonus im Bereich des Zapfens bei dem anderen Teilstück vorgesehen ist.
  • Beim Zusammenfügen der beiden Teilstücke umfasst der Innenkonus den am Ende der Innenbohrung des anderen Teilstücks ausgebildeten Außenkonus und erzeugt damit in diesem Bereich verminderter Wandstärke eine radial nach innen wirkende Druckkraft, der die Gefahr einer "Spaltwirkung" reduziert.
  • Ein besonders günstiger Konuswinkel liegt im Bereich zwischen 30° und 60°, vorzugsweise bei 45°. Unter dem Konuswinkel wird hierbei derjenige Winkel verstanden, der von der konischen Fläche und der Zylinderlängsachse eingeschlossen wird.
  • Die in Richtung der Zylinderachse weisenden Flächen (Auflagefläche und Kontaktfläche) zur Fixierung der beiden Teilstücke in axialer Richtung können direkt aneinanderliegen. Es hat sich aber auch als günstig erwiesen, ein Zwischenstück vorzusehen, so dass bei einer bevorzugten Ausführungsvarianten die Schraubverbindung benachbarter Teilstücke eine Hülse umfasst, die an einer in Richtung der Zylinderlängsachse weisenden Auflagefläche des einen Teilstücks und gleichzeitig an einer Richtung der Zylinderlängsachse weisenden Kontaktfläche des anderen Teilstücks anliegt.
  • Die Hülse ist entweder beidseitig mit einem Innenkonus versehen, wobei die Kontaktfläche und die Auflagefläche als Außenkonus ausgebildet sind. In einer alternativen und gleichermaßen bevorzugten Ausführungsvarianten ist bei dem einen Teilstück die Kontaktfläche als stirnseitige Planfläche und bei dem anderen Teilstück die Auflagefläche als Außenkonus ausgebildet.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Außenkonus im Bereich der Innenbohrung des Teilstücks ausgebildet, so dass die als Innenkonus ausgebildete Hülse diesen Bereich verminderter Wandstärke umgreift und dabei stützt.
  • Vorzugsweise ist die Hülse aus einem Rohr aus gewickeltem faserverstärktem Kohlenstoff hergestellt. Dieses Material ist insbesondere zur Aufnahme der radial auf die Hülse einwirkenden Druckspannungen besonders gut geeignet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung im einzelnen:
  • Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragstange in einem Längsschnitt,
  • Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragstange in einem Längsschnitt,
  • Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tragstange mit einer Schraubverbindung unter Einsatz einer Hülse in einem Längsschnitt.
  • Fig. 4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragstange mit einer gegenüber der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform abgewandelten Hülse, und
  • Fig. 5 einen Gewindebolzen mit einem Rundgewinde und beidseitigen Flachseiten in einer Draufsicht.
  • In Fig. 1 ist ein aus zwei Endstäben 1 und einem Mittelstab 5 zusammengefügte Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff dargestellt. Derartiger carbonfaserverstärkter Kohlenstoff der SGL Carbon Group ist unter Bezeichnung "SIGRABOND" im Handel erhältlich.
  • Die Endstäbe 1 und der Mittelstab 5 haben jeweils eine Länge von ca. 1 m und einen Außendurchmesser von 30 mm. Die Tragstange wird entsprechend der in der EP 0 701 975 A2 beschriebenen Art und Weise für die Halterung von Sootkörpern eingesetzt.
  • Die beiden Endstäbe 1 weisen an dem einen Ende jeweils ein spezielles Außengewinde 2 auf, an dem weitere Halterungsteile angeschraubt werden können. Am anderen Ende jedes Endstabs 1 ist ein Bolzengewinde 3 ausgearbeitet, das als Rundgewinde ähnlich DIN 405 ausgeführt ist. Das verwendete Rundgewinde hat einen Flankenwinkel von ca. 25°. Durch die Ausrundung des Gewindegrundes 4 werden bei Zugbelastung Spannungsspitzen reduziert. Das Bolzengewinde 3 ist in einer groben Spielpassung in Bezug auf das im Mittelstab 5 ausgebildete Innengewinde ausgebildet; es hat einen Durchmesser von 20 mm und eine Länge von ca. 60 mm.
  • Die Zentrierung von Endstab 1 und Mittelstab 5 zueinander erfolgt über einen Zentrierzapfen 6, welcher in einer präzise gearbeiteten Bohrung 7 im Mittelstab 5 ruht. Der Zentrierzapfen 6 ist ca. 40 mm lang. Um die Führung und Zentrierung des Zentrierzapfens 6 in der Bohrung 7 zu gewährleisten, ist der Durchmesser des Zentrierzapfens 6 geringfügig größer als der Durchmesser des Bolzengewindes 3.
  • Der Endstab 1 ist mit einem umlaufenden Bund 8 versehen, der eine in Richtung der Mittelachse 21 weisende ringförmige, plane Fläche mit einer Breite von ca. 5 mm bildet. Als Gegenstück zu dem stirnseitigen Bund 8 ist am Mittelstab 5 eine stirnseitig umlaufende Planfläche 9 gleicher Breite vorgesehen. Werden der Endstab 1 und der Mittelstab 5 zusammengeschraubt, so Legen sich Bund 8 und Planfläche 9 fest gegeneinander und bilden so eine axiale Fixierung von Mittelstab 5 und Endstab 1.
  • Die eigentliche radiale Führung und Zentrierung der Stäbe (1, 5) zueinander erfolgt durch die präzise bearbeitete Bohrung 7 und den daran angepassten Zentrierzapfen 6. Da hier kein Gewinde vorgesehen ist, entfällt die mit dem Gewinde einhergehende Gefahr einer Spaltung entlang der Grafitschichten.
  • Sofern in den nachfolgenden Fig. 2 bis 5 die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet sind, so werden damit gleiche oder äquivalente Bauteile bzw. Bestandteile der Tragstange nach Fig. 1 bezeichnet. Auf die entsprechenden Erläuterungen zu der Fig. 1 wird hingewiesen.
  • Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff nach Fig. 2 ist die Schraubverbindung zwischen dem Endstab 1 und dem Mittelstab 5 gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform geändert. Der Endstab 1 ist mit einem kegelförmigen, umlaufenden Außenkragen 10 versehen, wobei das größere, glockenförmige Ende 22 des Außenkragens 10 in Richtung auf den Zentrierzapfen 6 zeigt.
  • Beim Zusammenschrauben von Endstab 1 und Mittelstab 5 umgreift der kegelförmige Außenkragen 10 eine entsprechend kegelförmig ausgebildete Stirnseite 11 am Ende der Bohrung 7. Werden der Endstab 1 und der Mittelstab 5 fest zusammengeschraubt, so entsteht ein Formschluss zwischen dem kegelförmigen Außenkragen 10 und der kegelförmigen Stirnseite 11, wobei der kegelförmige Außenkragen 10 die Stirnseite 11 so zusammenpresst, dass ein Aufspalten im Bereich der festigkeitsreduzierten Grafitschichten vermieden wird. Der Kegelwinkel von Außenkragen 10 und Stirnseite 11 zur Längsachse 21 beträgt 45°. Der kegelförmige Außenkragen 10 erleichtert und verbessert in Verbindung mit der kegelförmigen Stirnseite 11 die Zentrierung der Teilstücke 1, 5 zueinander. Die Länge des Zentrierzapfens 6 beträgt ca. 40 cm. Das Bolzengewinde 3 hat einen Durchmesser von 20 mm und eine Länge von ca. 60 mm
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff erfolgt die Verbindung zwischen dem Mittelstab 5 und dem Endstab 1 unter Einsatz eines Zwischenstücks in Form einer Hülse 13.
  • Der Mittelstab 5 hat hierbei die gleiche Form wie bei der Ausführungsform der Tragstange nach Fig. 2. Der Endstab 1 weist jedoch einen umlaufenden Kragen 12 in Form eines Kegelmantels auf. Zwischen dem Endstab 1 und dem Mittelstab 5 wird die Hülse 13 auf den Zentrierzapfen 6 aufgeschoben. Die Hülse 13 trägt an beiden Stirnseiten einen Innenkonus 14, welcher im verschraubten Zustand der Teilstäbe (1, 5) sowohl die kegelförmige Stirnseite 11 des Mittelstabs 5, als am umlaufenden Kragen 12 des Endstabs 1 umgreift.
  • Die Hülse wird für diese Anwendung aus "gewickeltem" CFC-Rohr hergestellt. Dieses Material ist für die bei dieser Konstruktion entstehenden radialen Druckspannungen besonders gut geeignet.
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tragstange, wobei in Abwandlung gegenüber Fig. 3 die Form der Hülse 13 verändert ist, und zwar derart, dass die Kontaktfläche zu dem Endstab 1 nicht, wie in Fig. 3, in Form eines Innenkonus, sondern als plane, in Richtung der Mittelachse 21 weisende Kontaktfläche ausgebildet ist, die mit einem umlaufenden Bund 8 des Endstabs 1 korrespondiert.
  • Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Rundgewinde in Form der Bolzengewinde 3 und Innengewinde aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff haben jeweils einen Flankenwinkel um 25°. Bei der Bearbeitung eines Bolzengewindes oder beim Einschrauben kann es vorkommen, dass kleine Gewindeteile aus dem Bereich der Grafitschichten herausbrechen. Um dies zu verhindern, werden die Bolzengewinde 3 beidseitig mit Flachseiten versehen, wie dies in der Draufsicht auf das Rundgewinde in Fig. 5 schematisch gezeigt ist.
  • Der Verlauf der Schichten innerhalb des Bolzengewindes 3 ist hierbei durch die gestrichelten Linien 15 (Schichtebenen 15), und der Gewindegrund 4 durch einen Kreis symbolisiert. Aus der nicht maßstäblichen Darstellung ist zu erkennen, dass im Bereich der Flachseiten 16 die über den Gewindegrund 4 hinausragenden Schichten entfernt sind. Die Flachseiten 16 sind hierzu derart ausgebildet, dass sie parallel zu den Schichtebenen 15 verlaufen und bis an den Gewindegrund 4 herangeführt sind. Diese Maßnahme hat nur einen geringen Einfluss auf die Tragfähigkeit des Bolzengewindes 3.

Claims (13)

1. Tragstange aus faserverstärktem Kohlenstoff, insbesondere aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff, zum Halten von SiO2-Hohlzylindern in vertikaler Ausrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren zylinderförmigen Teilstücken (1; 5) zusammengesetzt ist, die an ihren Enden mit Gewinde (3) versehen und mittels Schraubverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Gewinde (3) als Rundgewinde ausgebildet sind.
2. Tragstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Teilstück (1; 5) eine Schichtstruktur aus einer sich wiederholenden Abfolge von Faser- und Grafitschichten aufweist, wobei die Teilstücke (1; 5) derart angeordnet sind, dass jede Schicht in einer sich in Richtung der Zylinderlängsachse (21) erstreckenden Schichtebene (15) verläuft, und dass die Schichtebenen benachbarter Teilstücke (1; 5) einen Winkel im Bereich zwischen 0° und 10° einschließen.
3. Tragstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundgewinde als Außengewinde ausgebildet ist und mindestens einseitig eine in Richtung der Zylinderlängsachse (21) und parallel zur Schichtebene (15) verlaufende Flachseite (16) aufweist.
4. Tragstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung benachbarter Teilstücke (1; 5) eine Innenbohrung (7) mit Innengewinde bei dem einen Teilstück (5), und einen in die Innenbohrung hineinragenden Zapfen (6) mit einem in das Innengewinde eingreifenden Außengewinde (3) bei dem anderen Teilstück (1) aufweist, wobei eine Teillänge der Innenbohrung als zylindermantelförmige Führungshülse, und eine Teillänge des Zapfens als zylindermantelförmiger, an der Führungshülse anliegender Zentrierbolzen (6) ausgebildet ist.
5. Tragstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Teilstücke (1; 5) zueinander axial fixiert sind, indem eine in Richtung der Zylinderlängsachse (21) weisende Auflagefläche (9) bei dem einen Teilstück (5) vorgesehen ist, an der eine an dem anderen Teilstück (1) ausgebildete Kontaktfläche (8) anliegt.
6. Tragstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (9) bei dem einen und die Kontaktfläche (8) bei dem anderen Teilstück (1; 5) als stirnseitige Planflächen ausgebildet sind.
7. Tragstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche bei dem einen Teilstück (1) als Innenkonus (10) und die Auflagefläche bei dem anderen Teilstück (5) als Außenkonus (11) ausgebildet ist.
8. Tragstange nach Anspruch 4 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkonus (11) im Bereich der Innenbohrung (7) bei dem einen Teilstück (5), und der Innenkonus (10) im Bereich des Zapfens (6) bei dem anderen Teilstück (1) vorgesehen ist.
9. Tragstange nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise um 45°, beträgt.
10. Tragstange nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung benachbarter Teilstücke (1; 5) eine Hülse (13) umfasst, die an einer in Richtung der Zylinderlängsachse (21) weisenden Auflagefläche (11) des einen Teilstücks (5) und gleichzeitig an einer in Richtung der Zylinderlängsachse (21) weisenden Kontaktfläche (12) des anderen Teilstücks (1) anliegt.
11. Tragstange nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (12) und die Auflagefläche (10) als Außenkonus ausgebildet sind, und dass die Hülse (13) beidseitig mit einem Innenkonus (14) versehen ist.
12. Tragstange nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche bei dem einen Teilstück (1) als stirnseitige Planfläche (8) und die Auflagefläche bei dem anderen Teilstück (5) als Außenkonus (11) ausgebildet ist.
13. Tragstange nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (13) aus einem Rohr aus gewickeltem faserverstärktem Kohlenstoff hergestellt ist.
DE2002123301 2002-05-24 2002-05-24 Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff zum Halten von SiO¶2¶-Hohlzylindern Withdrawn DE10223301A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002123301 DE10223301A1 (de) 2002-05-24 2002-05-24 Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff zum Halten von SiO¶2¶-Hohlzylindern
AU2003240685A AU2003240685A1 (en) 2002-05-24 2003-05-21 Support rod made of carbon fiber-reinforced carbon for holding sioless thansbgreater than2less than/sbgreater than bodies and method for producing sioless thansbgreater than2less than/sbgreater than hollow cylinders while using the support rods
PCT/EP2003/005318 WO2003099734A1 (de) 2002-05-24 2003-05-21 Tragstange aus carbonfaserverstärktem kohlenstoff zum halten von sio2-körpern und verfahren zur herstellung von sio2-hohlzylindern unter einsatz der tragstange

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002123301 DE10223301A1 (de) 2002-05-24 2002-05-24 Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff zum Halten von SiO¶2¶-Hohlzylindern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10223301A1 true DE10223301A1 (de) 2003-12-11

Family

ID=29432306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002123301 Withdrawn DE10223301A1 (de) 2002-05-24 2002-05-24 Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff zum Halten von SiO¶2¶-Hohlzylindern

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003240685A1 (de)
DE (1) DE10223301A1 (de)
WO (1) WO2003099734A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01302256A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Sharp Corp 矩形状パターン解像用ホトマスク
US5405227A (en) * 1992-06-17 1995-04-11 Societe Nationale Industrielle Et Aerospatiale Fasteners made of composite material of a ceramic matrix reinforced with refractory fibers
EP0701975A2 (de) * 1994-09-15 1996-03-20 Heraeus Quarzglas GmbH Verfahren zum Sintern von Hohlzylindern aus Siliciumdioxid - Soot und Haltevorrichtung für derartige Hohlzylinder

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5926930A (ja) * 1982-08-02 1984-02-13 Toshiba Corp モリブデン電極構体とその製造方法
JPS63195128A (ja) * 1987-02-05 1988-08-12 Toshiba Corp ガラス溶融用電極棒
US7198247B2 (en) * 2000-07-31 2007-04-03 Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. Mandrel for producing quartz glass and production method for optical fiber mother material, optical fiber and quartz glass body using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01302256A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Sharp Corp 矩形状パターン解像用ホトマスク
US5405227A (en) * 1992-06-17 1995-04-11 Societe Nationale Industrielle Et Aerospatiale Fasteners made of composite material of a ceramic matrix reinforced with refractory fibers
EP0701975A2 (de) * 1994-09-15 1996-03-20 Heraeus Quarzglas GmbH Verfahren zum Sintern von Hohlzylindern aus Siliciumdioxid - Soot und Haltevorrichtung für derartige Hohlzylinder

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003099734A1 (de) 2003-12-04
AU2003240685A1 (en) 2003-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010039008A1 (de) Rotor und Herstellungsverfahren hierzu
DE2330762A1 (de) Stossverbindung fuer stahlrohre, die gegenueber wasserstoffversproedung wenig empfindlich sind
DE3242183C2 (de) Aus zwei gewalzten Flanschhalbschalen gebildeter Flansch
EP0627568A1 (de) Presspassverbindungselement, insbesondere Radbolzen
EP2492517B1 (de) Verbindungsanordnung für Bambusrohre
DE202019005800U1 (de) Zweiteilige hochfeste Schraube
DE10138322A1 (de) Kolbenstangenanordnung
DE4029008C1 (de)
WO1989003461A1 (en) Nodal assembly
DE102008005661B4 (de) Walze zum Aufnehmen und/oder Übertragen von Leim in Vorrichtungen der Tabak verarbeitenden Industrie
DE102006041719B4 (de) Kugelgewindemutter und Verfahren zu deren Herstellung
DE2932248A1 (de) Anordnung zum axialen fixieren und/oder anstellen von maschinenteilen
DE10223301A1 (de) Tragstange aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff zum Halten von SiO¶2¶-Hohlzylindern
EP2833007A1 (de) Drehbare Verbindung
WO1986006813A1 (fr) Procede de fabrication d'un embout pour raccords filetes ou a emboitement soumis a des charges hydrauliques
EP0170877A1 (de) Offenend-Spinnrotor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19735753A1 (de) Drehstabanordnung
WO2004009276A1 (de) Verbindung zweier maschinenteile
DE102017106875B4 (de) Windkraftanlage und Verfahren zu dessen Montage
DE1034421B (de) Elastisches Gelenk
EP1239172B1 (de) Grossdrehlagerung mit Wälzkörpern
EP0724083A1 (de) Vorrichtung zum biegefesten Verbinden zweier Rohre
WO2011160240A1 (de) Wellenkörper mit einem abschnitt mit einer längsgerändelten aussenkontur
DE2945142C3 (de) Wellenstrang für Spinn- und Zwirnmaschinen
DE102004031714A1 (de) Herstellungsverfahren für ein Kupplungselement und insbesondere für eine Gabel eines Kardangelenks, und Kupplungselement, das gemäß diesem Verfahren hergestellt ist

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal