DE3018014A1

DE3018014A1 - Anordnung zum befestigen eines eine hohe waermedehnung aufweisenden elementes an ein eine geringe waermedehnung aufweisendes element

Info

Publication number: DE3018014A1
Application number: DE19803018014
Authority: DE
Inventors: Herbert 5030 Hermülheim Boje; Holger 5000 Köln Zimmermann
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1980-05-10
Filing date: 1980-05-10
Publication date: 1981-11-12
Also published as: DE3018014C2

Description

Anordnung zum Befestigen eines eine hohe Wärme-
dehnung aufweisenden Elementes an ein eine geringe Wärmedehnung aufweisendes Element Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.
Es sind Anwendungsfälle aufgetreten, in denen ein Element, das eine hohe Wärmedehnung aufweist an ein Element, das eine geringe Wärmedehnung aufweist, mittels einer Schraubverbindung befestigt werden muß. Hierbei ist es erforderlich, daß in Richtung der Schraubenkraft eine sichere und gegen selbstständiges Lösen gesicherte Verbindung geschaffen wird, während die Wärmedehnung nicht behindert werden darf, weil sonst Beschädigungen in dem die hohe Wärmedehnung aufweisenden Element auftreten können. Ein derartiger Anwendungsfall besteht beispielsweise bei Brennkraftmaschinen in der Befestigung eines Wärmetauschers an einer Halterung, die nicht den gleichen Temperaturen ausgesetzt ist und/oder aus einem anderen Material mit geringerem Wärmedehnungskoeffizienten besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die auftretenden Wärmedehnungen in einem Element sich frei ausbilden können, ohne daß die Verbindung sich lockert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Schraubenkraft nicht unmittelbar auf das die hohe Wärmedehnung aufweisende Element ausgeübt wird, sondern erst unter Zwischenschaltung einer Feder. Damit wird die freie Wärmedehnung des sich dehnenden Elementes nicht beeinträchtigt. Andererseits wird ebenfalls durch die aufgrund der Wärmedehung entstehenden Bewegungen die Schraubverbindung nicht gelockert, so daß die Verbindungsstelle ihre Festigkeit behält.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Schraubverbindung mit der erforderlichen Vorspannung angezogen werden kann, ohne daß die Vorspannung in der Feder überhöht wird.
Damit ist es möglich, die Vorspannung unabhängig von der erforderlichen Federvorspannung frei zu wählen. Die Federvorspannung kann durch Veränderung des Anschlags für die Einbautiefe bestimmt werden.
Dadurch werden selbst bei hohen thermischen Beanspruchungen Befestigungsanordnungen nicht überlastet.
Anspruch 3 löst die Aufgabe, wie die erforderliche Federvorspannung in weiten Grenzen sogar unabhängig von der Stellung des Anschlages für die Einschraubtiefe verändert werden kann. allein durch Änderung der Stärke der Distanzscheiben ist jede gewünschte Federkraft einstellbar.
Anspruch 4 bringt eine einfache konstruktive Lösung für den Anschlag für die Einschraubtiefe. Daneben hat diese Anordnung den Vorteil, daß handelsübliche Schrauben verwendet werden können, und nicht auf Spezialausführungen zurückgegriffen werden muß.
Die Ausbildung nach Anspruch 5 hat den Vorteil, daß für die Feder kein großer Raum beansprucht werden muß. Daneben weisen Tellerfedern den Vorteil auf, daß durch Parallel- oder durch Hintereinanderschaltung auf kleinstem Raum hohe Federspannungen erzeugt werden können. Desweiteren bieten die Tellerfedern eine gute Schwingungsdämpfung in Richtung der Schraubenkraft.
Wird das die hohe Wärmedehnung aufweisende Element beidseitig in federn gelagert, wie Anspruch 6 vorschlägt, so kann damit in beiden Richtungen eine Schwingungsdämpfung erzielt werden, ohne daß die Festigkeit der Befestigung darunter leidet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines ausgewählten Beispiels näher dargestellt.
In der einzigen Figur ist ein Längs schnitt durch die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung dargestellt. Sie besteht aus einem Element 1, welches eine geringe Wärmedehnung aufweist, aus einem Element 2, das mit dem Element 1 befestigt werden soll und eine hohe Wärmedehnung aufweist. Die Befestigung wird über eine Schrauben mutternanordnung 3, 4 erzielt, welche das Element 2 mit einem radialen Abstand durchdringt. Damit i ene Verschiebebewegung des Elementes 2 aufgrund von Wärmedehnungen möglich. Die Schraube 3 wird von einer Buchse 5 umschlossen, die von der Schraube zwischen ihrem Kopf und dem Element 1 eingespannt wird. Die Buchse 5 hat die Aufgabe, die Vorspannung der Befestigungsanordnung zu gewährleisten.
Die Buchse 5 weist an ihrem dem Schraubenkopf zugewandten Ende einen Flansch 5.1 auf, an dem sich ein Tellerfederpaket 6 abstützt.
feder Das freie Ende des Tellerpaketes 6 stützt sich über eine Distanzscheibe an dem Element 2 ab. Aufgrund des Tellerfederpaketes wird eine - je nach Stärke der Distanzscheibe 7 - größere oder kleinere Spannungen auf das Element 2 ausgeübt, so daß es sicher gegen das Element 1 gepreßt wird, unabhängig von der Höhe der Vorspannung in der Schraubverbindung.
Treten nun in dem Element 2 Wärmedehnungen auf, so kann es sich quer zur Richtung der Schraubenkraft frei dehnen. Diese Dehnbewegungen beeinträchtigen die Sicherheit der Befestigungsanordnung nicht, da die Vor spannung in der Schraubenmutternverbindung über die Buchse 5 unabhängig von den Wärmedehnungen aufrecht erhalten wird. Leerseite

Claims

Patentansprüche Anordnung zum Befestigen eines eine hohe Wärmedehnung aufweisende Elementes an ein eine geringe Wärmedehnung aufweisendes Element, dadurch gekennzeichnet, daß das eine hohe Wärmedehnung aufweisende Element (2) unter Zwischenschaltung einer Feder (6) mit dem eine geringe Wärmedehnung aufweisenden Element (1) verbindbar ist, wobei die Feder (6) durch eine das die hohe Wärmedehnung aufweisende Element (2) mit einem radialen Abstand durchdringende Schraubenverbindung (3, 4) spannbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenverbindung (3, 4) eine Schraube mit einem Anschlag für die Einschraubtiefe aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) über eire auswechselbare Distanzscheibe (7) sich an dem Schraubenkopf bzw. an dem die hohe Wärmespannung aufweisenden Element (2) abstützt.
4. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der. Anschlag für die Einschraubtiefe eine die Schraube (3) umschließende Buchse (5) ist.
5. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin zwischen dem eine hohe Wärmedehnung aufweisenden Teil (2) und dem eine geringe Wärmedehnung aufweisenden Teil (1) eine weitere Feder angeordnet ist.
6. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Feder (6) eine oder mehrere Tellerfedern vorgesehen sind.