DE4032536A1 - Verriegelungsmechanismus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verriegelungsmechanismus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im einzelnen geht es bei der Erfindung um Schließmechanis­ men, welche die Drehung einer Mutter oder ähnlicher Bau­ teile verhindern sollen, nachdem diese verwendet wurden, um zwei Bauteile miteinander zu verbinden.

In vielen Anwendungsfällen, beispielsweise bei vibrieren­ den Fahrzeugen, ist es wichtig, zwei Bauteile, wie z. B. Paßstücke elektrischer Verbindungen oder ähnliches, mit­ einander fest verbinden zu können. In einer speziellen Anwendung werden optische Pyrometer innerhalb eines Sicht­ rohres positioniert, welches - befestigt an einer Gewinde­ mutter - in die Brennkammer einer Gasturbine ragt. Wenn diese Mutter angezogen ist, wird sie mit einem Stück Draht gesichert. Obwohl diese Anordnung üblicherweise sicher ist, hat sie verschiedene Nachteile. Die Verwendung von Draht läßt Wartungsarbeiten schwierig werden, wenn der Techniker dicke Handschuhe trägt. Das Tragen von Hand­ schuhen ist oft vonnöten, beispielsweise wenn die Anlage heiß ist oder wenn der Techniker sich in gefährlicher oder potentiell gefährlicher Umgebung aufhält. Der Draht kann auch die Handschuhe durchlöchern, wodurch der Techni­ ker der gefährlichen Umgebung ausgesetzt wird.

Es besteht daher die Aufgabe, einen Verriegelungsmechanis­ mus zu entwerfen, der keinen Gebrauch von Draht macht und dadurch einfach und gefahrlos zu betätigen ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen und ein Ausführungsbeispiel sind den Unteransprüchen entnehm­ bar.

Das Prinzip der Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Hilfe der Zeichnungen erläu­ tert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Pyrometer;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Teils des Pyrometers.

Das Pyrometer 1 ragt durch die Öffnung 2 in der Wandung 3 der Brennkammer 4 einer Gasturbine und weiter in ein Sichtrohr 5, welches auf die Stelle der Brennkammer aus­ gerichtet ist, deren Temperatur überwacht werden soll.

Das Pyrometer 1 enthält einen Lichtwellenleiter 10, wel­ cher die temperaturempfindliche Spitze 11 des Pyrometers mit einem außerhalb der Brennkammer gelegenen Detektor (nicht dargestellt) verbindet. Dieser Detektor erzeugt ein elektrisches Signal, welches ein Maß für die Tempe­ ratur in der Brennkammer ist.

An seiner vorderen, der Brennkammer zugewandten Seite trägt das Pyrometer 1 eine zylindrische temperaturfeste Hülle 12, welche den Lichtwellenleiter 10 ummantelt. Die Vorderseite der Hülle 12 weist einen Anschlag 13 auf, welcher auf dem Vorsprung 14 des Sichtrohrs 5 aufliegt. An ihrer Rückseite weist die Hülle 12 einen radialen Flansch 15 auf, der an seinem Rand mit axialen Nuten 16 ausgestattet ist, welche in entsprechende Nuten 6 auf der Innenseite des rückwärtigen Endes des Sichtrohrs 5 eingreifen. Hinter dem Flansch 15 ist die Hülle 12 zu einem Hals 17 geformt, der in das vordere Ende einer rück­ seitigen Muffe des Gehäuses 18 ragt. Das Vorderende des Gehäuses 15 hat einen radial herausstehenden Vorsprung 19, welcher auf dem Flansch 15 der Hülle 12 aufliegt und an seiner Außenseite Nuten 20 aufweist, welche in die Nuten 6 am Sichtrohr 5 eingreifen. Selbstverständlich kann auch auf andere Weise verhindert werden, daß sich die Hülle 12 im Sichtrohr 5 dreht.

An seiner Rückseite trägt das Gehäuse 18 einen Verriege­ lungsmechanismus 30, der sich innerhalb der Rückseite einer Verriegelungsmutter 31 befindet. Die Mutter 31 hat die Form einer zylindrischen Buchse 32, welche an der Außenseite ihres Vorderendes ein Schraubengewinde 33 auf­ weist, welches wiederum mit einem Gewinde 34 an der Innen­ seite des rückwärtigen Endes des Sichtrohrs 5 verschraubt ist. Das Vorderende der Buchse 32 stößt an auf einem Flansch 35 nahe des Vorderendes des Gehäuses 18. An ihrer Rückseite weist die Mutter 31 einen Ratschenmechanismus auf (Fig. 3), welcher aus zwei koaxialen Ringen 36 und 37 besteht, welche an ihrer Berührungslinie ineinander­ greifende Ratschenzähne 38 und 39 besitzen. Die beiden Ringe 36 und 37 sind lose in die Mutter 31 eingepaßt. Der hintere der beiden Ringe, 36, besitzt einen kurzen, in axialer Richtung verlaufenden, Schlitz 48, in welchen ein Stift 49 greift, der radial in das Innere der Mutter ragt. Es können auch mehrere Paare von Schlitz 48 und Stift 49 verwendet werden oder anderweitige Vorrichtungen eingesetzt werden, welche zwar eine axiale Verschiebung des Rings 36 erlauben, jedoch eine Drehung desselben be­ züglich der Mutter 31 verhindern. Im Inneren der Mutter 31, und zwar an der Rückseite des Rings 36, befindet sich eine Schraubenfeder 40. Das Vorderende dieser Schrauben­ feder 40 liegt auf der Rückseite des hinteren Rings 36 auf, während das hintere Ende der Feder auf der nach innen gebogenen Spitze der Mutter 31 aufliegt. Auf diese Weise wird der hintere Ring 36 durch Federkraft nach vorn ge­ drückt. Der vordere Ring 37 wird durch eine Tellerfeder 42 nach hinten gedrückt. Der äußere Rand dieser Feder 42 drückt auf die Vorderseite des Rings 37, der innere Rand der Feder 37 drückt auf eine Stufe 43 an der Außen­ seite des Gehäuses 18.

Der Verriegelungsmechanismus 30 beinhaltet auch eine Rutschkupplung 50, durch welche der vordere Ring 37 mit dem Gehäuse 18 verbunden ist. Zu diesem Rutschkupplungs­ mechanismus 50 gehört ein am Gehäuse 18 angebrachter ring­ förmiger Vorsprung, beispielsweise ein koaxialer Si­ cherungsring 51, der das Gehäuse 18 in einer Vertiefung 52 umgreift. Dieser Sicherungsring 51 kann sich nicht auf dem Gehäuse 18 drehen und seine Vorderseite 53 stellt eine Oberfläche der Kupplungsscheiben dar. Die Fläche 53 des Sicherungsrings 51 kontaktiert mit einer rückwär­ tigen Fläche 54 auf dem vorderen Ring 37, welche die an­ dere Kupplungsscheibe des Kupplungsmechanismus 50 dar­ stellt. Die Drehung der beiden Kupplungsscheiben 53 und 54 gegeneinander wird durch eine hohe Reibungskraft be­ hindert, welche infolge der Federkraft der Tellerfeder 42 auftritt.

Zur Montage des Pyrometers 1 wird dieses mit seiner Vor­ derseite voran durch die Öffnung 2 in das Sichtrohr 5 eingeschoben. Die Nuten 16 auf der Hülle 12 gleiten in die Nuten 6 im Sichtrohr 5, um eine Drehung der Hülle zu verhindern. Auf ähnliche Weise verhindern die Nuten 20 am Gehäuse 18 eine Drehung des Gehäuses, weil sie in die Nuten 6 des Sichtrohrs eingreifen. Wenn das Vorder­ ende der Mutter 31 die Rückseite des Sichtrohrs 5 berührt, wird die Mutter gedreht, um die beiden Gewinde 33 und 34 miteinander zu verschrauben, um damit das Pyrometer in Stellung zu bringen. Dabei liegt die Stufe 13 der Hülle 12 auf der Stufe 14 des Sichtrohrs 5 auf. Die Ratschen­ zähne 38 und 39 sind derart geformt, daß die Mutter 31 ohne weiteres in Schließrichtung - also im Uhrzeigersinn - gedreht werden kann. Dabei wird der rückwärtige Ring 36 bei jedem Neueinrasten der Ratschenzähne gegen die Kraft der Feder 40 nach hinten verschoben. Man beachte, daß sich der hintere Ring 36 zusammen mit der Mutter 31 dreht, weil er mit ihr durch den Stift 49 verbunden ist. Der vordere Ring 37 bewegt sich dagegen nicht gegenüber dem Gehäuse 18, weil die Reibungskraft der Kupplung 50 größer gewählt wurde als die zur Betätigung des Ratschen­ mechanismus 30 notwendige Kraft.

Wenn das Pyrometer 1 demontiert werden soll, wird die Mutter 31 in die entgegengesetzte Richtung, also im Ge­ genuhrzeigersinn gedreht. Die Form der Ratschenzähne 38 und 39 verhindert bei dieser Drehrichtung eine relative Bewegung der beiden Ringe 36 und 37. Die Drehung der Mut­ ter 31 relativ zum Gehäuse 18 in Öffnungsrichtung ist also nur möglich, wenn genug Kraft aufgewendet wird, um die Reibung der Rutschkupplung 50 zu überwinden. In diesem Fall drehen sich sowohl der vordere als auch der hintere Ring 36, 37 mit der Mutter 31, wobei die Kupp­ lungsfläche 54 auf dem vorderen Ring 37 auf der Kupplungs­ fläche 53 des Sicherungsrings 51 reibt.

Die Kraft, die aufgewendet werden muß, um die Reibung der Kupplung 50 zu überwinden, ist abhängig von der Feder­ kraft der Tellerfeder 42 und der Art der beiden Kupplungs­ flächen 53 und 54. Diese werden so gewählt, daß die Mutter 31 in ihrem angezogenen Zustand gut verriegelt wird und den Vibrationskräften während des Gebrauchs des Pyrometers standhält. Mit Hilfe dieser Anordnung wird kein Draht mehr benötigt, um die Mutter in der gewünschten Stellung zu sichern.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf den Einsatz bei Pyrometern beschränkt, sondern kann auch in anderen Fällen angewendet werden, in denen eine Mutter an der Rotation um ein Gehäuse gehindert werden muß.

Claims (10)

1. Verriegelungsmechanismus mit einer Mutter, welche drehbar bezüglich eines Gehäuses ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (31) und das Gehäuse (18) gekoppelte zusammenpassende Teile (36, 37) eines Ratschenmechanismus besitzen, daß diese Teile durch den Druck einer Feder (40) ineinandergreifen, derart, daß die beiden Teile ge­ geneinander verdreht werden können, wenn die Mutter (31) im Verriegelungssinn gedreht wird und daß sie nicht gegeneinander gedreht werden können, wenn die Mutter im Öffnungssinn gedreht wird, und daß einer der beiden Teile (37) des Ratschenmechanismus mit der Mutter bzw. dem Gehäuse (18) über einen Rutsch­ kupplungsmechanismus (50) verbunden ist, wobei die Kraft, die aufgewendet werden muß, um die Kupplungs­ reibung zu überwinden, größer sein muß als die, die benötigt wird, um die beiden Teile (36, 37) des Rat­ schenmechanismus gegeneinander im Verriegelungssinn zu verdrehen, so daß die benötigte Kraft für die Rotation der Mutter (31) auf dem Gehäuse (18) für das Öffnen der Mutter größer ist als für das Anzie­ hen der Mutter.

2. Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenge­ hörigen Teile des Ratschenmechanismus koaxiale Ringe (36, 37) sind, die beide geneigte Ratschenzähne (38, 39) entlang eines Endes aufweisen, und daß die Feder (40) diese Zähne zum Kontakt miteinander zwingt.

3. Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rutschkupplungs­ mechanismus (50) durch eine Oberfläche (54) eines der Ringe (37) und eine Oberfläche (53), welche am Gehäuse (18) fixiert ist, dargestellt wird.

4. Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (54) auf dem Ring (37) ringförmig ist und daß die Oberfläche (53), welche am Gehäuse fixiert ist, auf einem ring­ förmigen Vorsprung (51) des Gehäuses (18) liegt.

5. Verriegelungsmechanismus gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenpassenden Teile (36, 37) des Ratschen­ mechanismus sich innerhalb der Mutter (31) befinden.

6. Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der zusammen­ gehörigen Teile (36) an einer Rotation bezüglich der Mutter (31) gehindert wird, jedoch Freiheit zu einer begrenzten axialen Verschiebung besitzt.

7. Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßteil (36), welches an der Drehung gehindert wird, einen Schlitz (48) aufweist, in welchen ein Stift (49) auf der Mutter (31) eingreift, so daß die Drehung des Paßteils (36) in der Mutter (31) verhindert wird, aber das Paßteil (36) entlang der Mutter (31) über eine begrenzte Strec­ ke verschoben werden kann.

8. Verriegelungsmechanismus gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rutschkupplungsmechanismus (50) eine Feder (42) enthält, welche diesen Kupplungsmechanismus (50) zusammendrückt.

9. Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Tellerfeder (42) ist.

10. Pyrometer, beinhaltend einen Verriegelungsmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mutter (31) an ein Gewindebauteil (32) gekoppelt ist, welches in einen Gewindetubus (5) einschraubbar ist, und daß das Ge­ häuse (18) an einer Drehung gegenüber diesem Tubus (5) gehindert wird, so daß - nach dem Anziehen des Verriegelungsmechanismus (30) - das Pyrometer (1) in konstanter Position bezüglich des Gewindetubus (5) gehalten wird, falls die Reibung der Rutschkupplung nicht überstiegen wird.