DE2828847A1

DE2828847A1 - Geschweisste verbindung

Info

Publication number: DE2828847A1
Application number: DE19782828847
Authority: DE
Inventors: Jun Frank Menti
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1979-05-17
Also published as: GB2007792A; JPS6317557B2; FR2408734A1; FR2408734B1; US4134606A; GB2007792B; CA1084214A; JPS5469543A; DE2828847C2

Description

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PARKER HANNIFIN CPRFPRATION *

Cleveland, Ohio, I/. St. A.

Geschweißte Verbindung

Die Erfindung betrifft eine geschweißte Verbindung zwischen einem äußeren Teil und einem t^ilueise in diesen hineinreichenden inneren Teil.

Kraftstoffeinspritzdüsen für Gasturbinen müssen eu<*. Sicherheitsgründen derart ausgelegt sein, daß an den Verbindungsstellen zwischen Gehäuseteilen der Düse kein Brennstoff austreten kann. Ferner sind diese Gehäuseteile zweckmäßig miteinander verschraubt, so daß andere Teile der Düse zwischen den Gehäuseteilen eingespannt werden können. Derartige miteinander verschraubten und verschweißten Teile sind bei Kraftstoffeinspritzdüsen bekannt. In zahlreichen Fällen ist es zweckmäßig, die Teile so miteinander zu verbinden, daß sie auseinandergenommen werden können, damit die Düise gereinigt oder instandgesetzt werden kann und die gewindetragenden Teile danach wieder zusammengesetzt und erneut miteinander verschweißt werden können. In diesen Fällen soll die Schweißverbindung so beschaffen sein, daß die Schweiße mit einem Uerkzeug zerschnitten und die Schweißverbindung danach wiederhergestellt werden kann. Dabei tritt aber das Problem auf, daß beim Zerschneiden der Schweiße an dem mit dem Innengewinde versehenen Teil ein radial einwärts vorstehender Grat entsteht', der beim Auseinanderschrauben der Teile über das Außengewinde wandert· Wenn nun der Grat einwärts bis zu dem Durchmesser des Außengewindes oder noch

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ueiter einwärts vorsteht, besteht eine beträchtliche Gefahr, ■ daß der Grat beim Auseinandernehmen der Teile ~'a? Gewinde beschädigt.

Tn der US-PS 3 7o9 52o (Rains) ist vorge?ch-l agen, eine Beschädigung von Gewindern derartiger Düsentoile dadurch zu verhindern, daß der Durchmesser der Schweiße beträchtlich größer ist als die Außendurchnesser der Geuinde, so daß ein beim Durchschneiden der Schweiße gegebenenfalls gebildeter, radial einwärts vorstehender Grat jedenfalls so groß ist, daß er über das Außengewinde wandern kann, ohne es zu zerstören.

In der US-PS 3 o24 o45 ist vorgeschlagen, eine Beschädigung eines Gewindes bei der Trennung der Oüsenteils nach dem Durchschneiden der Schweiße dadurch zu verhindern, daß zwischen den Stirnflächen der beiden miteinander verschraubten Teile ein Ring aus einem feuerfesten Material vorgesehen wird, der sich einwärts von der Schweiße befindet und verhindert, daß diese bei ihrem Zerschneiden radial einwärts vorstehende Grate bildet, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Außengewindes. Auf diese Ueise uird eine Beschädigung des Außengewindes beim Auseinandernehmen der Teile verhindert.

Die in den beiden angeführten Patentschriften beschriebenen Maßnahmen sind zwar funktionell befriedigend, doch ist zur Verringerung des Raumbedarfs und der Kosten ein anderes Verfahren oder eine andere Ausbildung erwünscht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, zwischen miteinander verschraubten Teilen eine Schweißverbindung zu schaffen, die es ermöglicht, nach dem Durchschneiden der. Schweiße die Teile ohne Beschädigung der Gewinde auseinanderzunehmen, wobei die Schweiße im Durchmesser nur wenig größer ist als der Kopfdurchmesser des Außengewindes.

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Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt der mit

einem Außengewinde versehene, innere Teil zwischen dem Gei'in'ie und der Schweiße, die einen etwas größeren Durchmesser besitzt als das Außengewinde, einen im wesentlichen
■'.·/.■> in ν riechen Teil.

Tn einer bevorzugten Ausführungsfarm der Erfindung besitzt der innere Teil unter der Schweißeteile
sine Nut, die es dem Schneidewerkzeug ermöglicht, vollständig durch Hi3 Schweiße hindurchzutreten. Uenn der Schneidvorgang zur Bildung eines Grates an dem äußeren Teil führt, steht dieser Grat in die Nut hinein vor und greift beim Auseinanderschrauben der Teile der zylindrische Teil derart
an dem Grat an, daß er diesen radial auswärts auf einen
Durchmesser aufweitet, der etwas größer ist als der Durchmesser des Außengewindes, so daß der Grat ohne Beschädigung c'sR Außengewindes über dieses wandern kann. Ferner verdrängt der zylindrische Teil auch jenen Teil der Schweiße radial
3usu?rts, der beim Schweißen bis zu einem Durchmesser radial pinwärtsgnflassen ist, der kleiner ist als der Durchmesser des zylindrischen Teils. Das Gewinde kann daher auch durch einen derartigen, radial einwärts geflossenen Teil der
Schweiße nicht beschädigt werden.

lie Erfindung schafft somit zwischen einem

pußeren und einem inneren Teil, der teilweise in den äußeren Teil hineinreicht und mit ihm verschraubt ist, eine geschweißte Verbindung, in der die Schweiße durchgeschnitten werden kann, damit die Teile auseinandergeschraubt und instandgesetzt oder gereinigt und danach iwederveruendet werden können. Der innere Teil besitzt ein Außengewinde und zwischen diesem und der Schweiße einen zylindrischen Teil, der dazu dient, einen beim Schneidvorgang an dem äußeren Teil etwa
gebildeten, einwärts vorstehenden Grat so aufzuweiten, daß beim Auseinanderschrauben der Teile der Grat über das Außengewinde wandern kann, ohne es zu beschädigen. Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil auf Kraftstoffeinspritzdüsen an-

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uendbar, kann aber auch in anderen Fallen angewendet werden, in denen miteinander verschraubte und verschueißte Teile auseinandergenommen und wiederverwendet uerden sollen.

Ein Ausführungsbaispiel dar Erfindung \jiv^rl nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnungen Geschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 in einer Textdarstellung, teilweise im

Querschnitt, eine Kraftstoffdüse mit Teilen, die miteinander verschraubt, aber noch nicht verschweißt sind,

Fig· 2 in einer Teildarstellung im Schnitt die miteinander verschweißten Teile,

Fig. 3 in einer Teildarstellung im Schnitt die Teile nach dem Durchschneiden der Schweiße und

Fig. 4 in einer Teildarstellung im Schnitt einen Grat, der auf einen solchen Durchmesser aufgeweitet ist, daß die Teile ohne Beschädigung des Außengewindes auseinandergenommen werden können.

Die in Fig. 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzdüse 1o bsitzt einen Düsenhalter 11, dessen Endteil 12 won einem Kanal 13 durchsetzt ist und der im Bereich seines freien Endes bei 14 mit einem Außengewinde 15 und einwärts von diesem mit einer Gewindeentlastungsnut 16, einer Ringrippe 17 mit zylindrischer Mantelfläche, einer unter einem Uinkel von etwa 45° geneigten Nutflanke 18, einer Nutflanke 21, einer von den Flanken 18 und 21 begrenzten Nut 2o, einem zylindrischen Teil 22 und einer Radialschulter 23 versehen ist.

Es ist ein Düsenkopf 25 vorgesehen, der sin Kopfstück 26 aufweist, an dem durch Hartlöten bei 27 ein

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Paßstück 28 befestigt ist, das ein mit dem Außengewinde 15 verschraubtes Innengewinde besitzt. Zwischen diesem Düsenkopf 25 und der Stirnfleche des Düsenhalterendteils 12 ist ein Dralleinsetz 24 eingespannt, dessen Strömungskanäle 3o den Kanal 13 mit einem Ringraum 31 verbinden, der durch mehrere in der Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordnete, tsngentiale Kanäle 34 mit einer Uirbelkammar 33 verbunden ist. Das Kopfstück 26 enthält eine .konische Uirbelkammer 37 und eine Austrittsöffnung 38.

Das Paßstück 28 besitzt auswärts von eiern Innengewinde 29 eine Bohrung 4o, deren Durchmesser ein uenxg, beispielsweise etwa o,25 mm, größer ist als der AuBandurchmesser des Außengewindes 15. Uenn zum Einspannen des Dralleincatzes 24 zwischen dem Düsenkopf 25 und dem Endteil 12 des Düsenhalters der Düsenkopf 25 ganz auf den Endteil 12 aufgeschraubt worden ist, befindet sich die Stirnfläche 42 des Paßstückes 28 im Axialabstand von der Nutflanke 21 und von der Schulter 23 und ist die zylindrische [Mantelfläche der Rippe 17 in der Bohrung 4o in geringem Abstand von deren Wandung angeordnet, während die Stirnfläche 42 der Nut 2o radial gegenüberliegt.

Vor dem Aufschrauben des Düsenkopfes 25 auf den freien Endteil 12 des Düsenhalters wird über das Gewinde 15 und den Flansch 17 ein Ring 45 aus Zusatzwerkstoff auf den zylindrischen Teil 22 aufgeschoben. Der Innendurchmesser dieses Ringes 45 ist zunächst ein weflig größer als der Durchmesser der Ringrippe 17 und der Durchmesser des zylindrischen Teils 22. Dieser ist im Durchmesser ebensogroß oder ein wenig, beispielsweise o,25 mm, größer als die Ringrippp 17.

Durch Verschweißen des Ringes 45 aus Zusgtz-"',.!«rkotof f mit dem Paßstück 28 und dem Düsenhalter 11 erhält

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man eine geschweißte l/erbindung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.

Ucnn der Düsenkopf 25 von dem Düsenhalter 11 abgenommen werden kann, kann man die von den Zusatzwerkstoff 45 gebildete Schweiße. grn"T Fig. 3 mit einem Werkzeug T durchschneiden. Dabei kann das LJerkzeug ganz durch die Schweiße hindurch in die Nut 2o eintreten, so daß pin Grat 47 entsteht, dessen Innendurchmesser kleiner sein kann als der Durchmesser der Ringrippe 17 und der Kopfdurchmesser des Außengewindes 15. BgIoI Abschrauben de? Oüsenkopfes 25 von dem freien Endteil 1? dps Düsenhalters greift die Schrägfläche 18 an dem Grat derart an, daß dieser auswärtsgebogen und mindestens bis zum Durchmesser der Ringrippe 17- radial aufgeweitet υ ird, wie dies" in Fig. 4 gezeigt ist, so daß der Grat über das Außengewinde 15 wandern kann, ohne dieses zu zerstören. Die Ringrippe 17 ist im Durchmesser so viel größer als das Gewinde 15, daß der Grat 47 "nach dem Uorbeigehen an der Ringrippe 17 nicht auf einen Durchmesser zurückfedern kann, der kleiner ist als der Kopfdurchmesser des Außengewindes 15. Die Ringrippe verhindert auch, daß Metallspäne oder andere Fremdkörper aus der durchgeschnittenen Schweiße in die Gewindegänge eintreten und diese beim Auseinanderschrauben beschädigen.

Uenn die Teile der Düse auseinandergenommen und instandgesetzt oder gereinigt worden sind, kann man die Schweiße entfernen, einen neuen Ring aus Zusatzwerkstoff auf den freien Endteil 12 des Düsenhalters 12 aufschieben, den Dralleinsatz 24 und den Düsenkopf 25 wieder auf dem Düsenhalter montieren und eine neue Schweißverbindung herstellen.

Die soeben beschriebene Schweißverbindung kann im Durchmesser relativ zu dem gewindetragenden Teil wesentlich kleiner sein als in den bekannten Anordnungen, so daß die

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Du? p oder sine andere mit der Schweißverbindung versehene Einrichtung einen gering^mn Raumbedarf hat ün-d einen geringeren Material- und Kartenauf wand erfordert. f!an kann
"⁴Ie Erfindung natürlich nicht nur auf Kraftstoffeinspritzilüi'en, rnndern auch auf miteinander verechraubte und uerschueiSts Τρϊ.1 ρ pni-iFrer Einrichtungen anwenden»

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Claims

Patentansprüche:

Π.) Geschweißte Verbindung zwischen einem

p'uSerc-n Teil und einem teiluei.se in diesen hineinreichenden, inneren Teil, dadurch gekennzeichnet, daß der öußere Teil im Abstand \/o-n seinem einen Ende ein Innengewinde und zwischen dem genannten Hnde und dem Innengewinde aine Dohrung besitzt, daß der innere Toil in der M^:4he seines einen Endes ein mit dem Innengewinde verschraubtes Außengewinde und einu-'rts won dem Außengewinde eine nu°r angeordnete Schulter besitzt, daß der 'Durchmesser der genannten Bohrung größer ist als der Außendurchmesser des Außengewindes, daß mit dem genannten einen Ende des äußeren Teils und der genannten Schulter zur Herstellung einer lecksicheren Verbindung zwischen ihnen ein Zusatzwerkstoff \/erschweißt ist, daß der innere Teil einen in der Bohrung angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Teil besitzt, dessen Durchmesser größer ist als der Kopfdurchmesser des Außengewindes, und daß der innere Teil zwischen der Schulter und dem zylindrischen Teil aine Ringnut besitzt, die mindestens einem teil des Zusatzwerkstoffes radial gegenüberliegt, so d₃ß nach dem 'Durchschneiden der von dem Zusatzwerkstoff gebildeten Schweiße unter Bildung eines radial einwärts vorstehenden Grates, ^f'er einen kleineren Durchmesser hat als der zylindrische. Teil, dieser beim Abschrauben des äußeren Teils von ^r!em inneren Teil an dem Grat angreift und diesen radial so stark aufweitet, daß er über das Außengewinde wandern kann.
2. Geschweißte Verbindung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die dem zylindrischen Teil benachbarte Flanke der Nut geneigt ist.
3, Geschweißte Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil im Bereich der Schulter einen zuzeiten im wesentlichen zylindrischen Teil besitzt, der eine radial einwärtsgerichtete Bewegung eines Teils des Zusatzuerkstoffbs verhindert.

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4. Geschweißte Verbindung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der zueito im wesentlichen zylindrischen Teil annähernd denselben Durchmesser hat wie der erstgenannte im wesentlichen zylindrische Teil.
5. Geschweißte Verbindung nach einen -'er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Ja3 beim Schweißen der Verbindung das genannte eine Ende des äußeren Teils der Nut radial gegenüberliegt.
6. Geschweißte Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ^rlaß das genannte eine Ende des nußeren Teils und die genannte Schulter vor dem Schweißen in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, so daß ein Ring aus Zusatzuerkstoff zwischen sie eingeführt werden kann.
7. Geschweißte Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff zunächst in Form eines Ringes vorliegt, der im Durchmesser größer ist als der im wesentlichen zylindrische Teil und das Außengewinde.
8. Geschweißte Verbindung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der zweite im wesentlichen zylindrische Teil im Durchmesser größer ist als der erstgenannte im wesentlichen zylindrische Teil«
9. Geschweißte Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und der äußere Teil von Teilen einer Kraftstoffeinspritzdüse gebildet werden.

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