DE4304564A1 - Lösbare Verbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Verbindung einer Stange mit einem Grundkörper nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Verbindung läßt sich unter anderem für Kolbenmaschinen anwenden, wobei der Grundkörper den Kreuzkopf und die Stange die Kolbenstange darstellt.

Bei allgemein bekannten Verbindungen dieser Art (Dubbel/Taschenbuch für den Maschinenbau 14. Aufl. 1981, Seiten 787 bis 789) wird die Stange in den Grundkörper eingeschraubt und mittels äußerer Kontermutter vorgespannt. Dies hat den Nachteil hoher wechselnder Kerbspannungen im Gewindegrund, ungenauer Vorspannung und schlecht aufzubringender, manuell oft nicht beherrschbarer Spannmomente. Eine bekannte Verbindung (CH- PS 411 470, AU-PS 528 061), die für Durchsteckschrauben geeignet ist, kann nur montiert werden, wenn das Bolzen- oder Stangenende zum Anbringen der hydraulischen Spannmutter axial zugänglich ist. Bei einer anderen bekannten Verbindung (DE-PS 33 47 167), die auch als Einschraubverbindung geeignet ist, muß das Stangenende nicht zugänglich sein. Hier erfolgt die Kraftübertragung zwischen der Stange und dem Grundkörper im wesentlichen über Gewindehülsen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Verbindung so zu gestalten, daß sie auf Fälle anwendbar ist, in denen das Stangenende vorwiegend seitlich zugänglich ist und daß die Übertragung der Betriebskräfte zwischen der Stange und dem Grundkörper auf möglichst direktem Wege, ohne Zwischenschaltung von axial belasteten Gewindeteilen, erfolgt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Verbindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Verbindung wird der Druckkörper quer zur Stangenachse eingesetzt. Durch seine Längenänderung wird eine Druckkraft auf den Grundkörper und den Absatz des Dehnansatzes der Stange aufgebracht, wodurch eine Vorspannung des Dehnansatzes in Richtung der Stangenachse erzeugt wird. Die Verbindung ist so gestaltet, daß bei identischer Ausführung der Stange und des Grundkörpers der Spannvorgang entweder rein mechanisch, z. B. durch Drehen einer Gewindespindel gemäß den Ansprüchen 5 und 6 oder hydraulisch gemäß Anspruch 7 erfolgen kann.

Die Stange ist vor dem Spannen des Druckkörpers in beliebiger Winkelstellung, bezogen auf ihre Drehachse, einstellbar. Die axiale Position im Grundkörper kann durch das Hinzufügen, Wegnehmen und/oder durch unterschiedliche Dicke von Beilagen zwischen der abgesetzten Stirnfläche der Stange und dem Grundkörper reproduzierbar fixiert werden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Verbindung in ihrer Grundausführung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Verbindung gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 3 den Schnitt III-III nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Verbindung gemäß einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 5 den Schnitt V-V nach Fig. 4.

Ein Grundkörper 1 weist eine Bohrung 2 zur Aufnahme einer Stange 3 auf, die an ihrem Ende in einen Dehnansatz 4 übergeht. Am Übergang der Stange 3 in den Dehnansatz 4 befindet sich eine abgesetzte Fläche 5, die sich am Grundkörper 1, vorzugsweise über ein Zwischenstück 6, das die axiale Lage der Stange 3 zum Grundkörper 1 bestimmt, abstützt. Das Ende des Dehnansatzes 4 bildet einen Absatz 7, der der abgesetzten Stangenfläche 5 zugewandt ist. Quer zur Stangenachse 8, z. B. durch eine Aussparung 9 im Grundkörper 1, ist ein Druckkörper 10 derart eingesetzt, daß er sich in Richtung der Stangenachse 8 einerseits am Grundkörper 1 und andererseits am Absatz 7 des Dehnansatzes 4 abstützt. Zwischen den Druckkörper 10 und die gegenüberliegenden Flächen des Grundkörpers 1 und/oder des Absatzes 7 sind vorzugsweise Übertragungselemente 11, 12 eingesetzt. Das Übertragungselemente 11 und/oder 12 können jeweils aus einer mehrteiligen Druckhülse 13 bestehen, deren Teile quer zur Stangenachse 8 einbaubar sind. Wie anschließend in Verbindung mit den Fig. 2 bis 5 erläutert wird, wird zum Spannen der Verbindung der Druckkörper 10 in Richtung der Stangenachse 8 auseinandergedrückt. Dadurch wird über den Absatz 7 eine Zugkraft auf den Dehnansatz 4 ausgeübt und die abgesetzte Fläche 5 der Stange 3 fest gegen den Grundkörper 1 gezogen.

Die Abmessungen des Grundkörpers 1, des Dehnansatzes 4, des Druckkörpers 10 und gegebenenfalls des Zwischenstückes 6 und der Übertragungselemente 11, 12 sind in Richtung der Stangenachse 8 so aufeinander abgestimmt, daß sich der Druckkörper 10 vor dem Aufbringen einer Vorspannung mit in dieser Richtung geringem Spiel einfügen läßt.

Der Druckkörper 10 ist vorzugsweise gabelförmig ausgebildet und umgreift den Dehnansatz 4, so daß er bereits als einzelnes Spannelement eine bezüglich der Stangenachse 8 biegemomentfreie Verteilung des Spanndruckes auf den Absatz 7 und den Grundkörper 1 bewirkt.

Zur Montage der mehrteiligen Druckhülsen 13 werden deren Teile an den Dehnansatz 4 seitlich herangeführt und um diesen herum so angeordnet, daß sie eine weitgehend geschlossene, hauptsächlich durch die Teilfugen unterbrochene Hülse bilden.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist der Druckkörper 10 gabelförmig ausgebildet und umgreift den Dehnansatz 4. Der Druckkörper 10 besteht aus einem Außenteil 14 und einem Innenteil 15, die über eine Gewindespindel 16 gegeneinander verschieblich sind. Das Außenteil 14 und das Innenteil 15 berühren sich an gegenseitigen Berührungsflächen 17, die gegen die Stangenachse 8 unter einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel geneigt sind. Die Gewindespindel 16 weist zwei Gewinde 18, 19 auf, die in das Außenteil 14 bzw. in das Innenteil 15 eingreifen. Die Gewinde 18, 19 unterscheiden sich in der Steigung und/oder in der Steigungsrichtung.

Zum Spannen der Verbindung wird die Gewindespindel 16 gedreht, so daß das Innenteil 15 quer zur Stangenachse 8 in das Außenteil 14 gezogen wird. Durch die Keilwirkung der geneigten Berührungsflächen 17 wird das Außenteil 14 in Richtung der Stangenachse 8 auseinandergedrückt, wobei der Betrag dieser Verschiebung in direktem Verhältnis zum Drehwinkel der Gewindespindel 16 steht. Bei selbsthemmender Neigung der Berührungsflächen 17 ist die Verbindung ohne Sicherungsmaßnahmen gegen Lösen belastungsfest. Das Lösen und die Demontage erfolgen in umgekehrter Richtung und Reihenfolge.

Gemäß den Fig. 4 und 5 ist der Druckkörper 10 gabelförmig ausgebildet und umgreift den Dehnansatz 4. Der Druckkörper 10 besteht aus einem Hauptteil 20 und aus mehreren Druckstücken 21, die in Bohrungen des Hauptteils 20 eingepaßt sind und mit diesem Hohlräume 22 bilden. Die Hohlräume 22 sind mit einem Druckmittelanschluß 23 durch Kanäle 24 verbunden, die in den Druckkörper 10 integriert sind.

Nachdem der aus dem Hauptteil 20 und den Druckstücken 21 bestehende Druckkörper 10 seitlich einfügt ist, wird der Druckmittelanschluß 23 mit einer Druckmittelquelle, z. B. einer handelsüblichen Hydraulikpumpe mit einer Schlauchleitung, verbunden. Werden die Hohlräume 22 mit Druckmittel beaufschlagt, so werden die Druckstücke 21 aus dem Hauptteil 20 in Richtung der Stangenachse 8 herausgedrückt. Dadurch wird eine Kraft auf den Grundkörper 1 einerseits und den Absatz 7 andererseits ausgeübt, wodurch der Dehnansatz 4 gespannt wird. Die gespannte Position wird durch Einfügen eines Distanzstückes 25 fixiert, wonach die Druckmittelleitung und -quelle entfernt werden können. Die Höhe der Vorspannung steht in direktem Verhältnis zur Dicke des Distanzstückes 25.

Das Lösen der Verbindung erfolgt dadurch, daß wie beim Spannen die Hohlräume 22 mit Druckmittel beaufschlagt werden, und daß dadurch die Druckstücke 21 über das Hauptteil 20 und gegebenenfalls die Druckhülse 13 am Absatz 7 auf den Dehnansatz 4 eine Kraft ausüben, die gleich oder größer als die Spannkraft ist, wodurch das Distanzstück 25 entlastet wird und seitlich herausgezogen werden kann. Nach der Druckentlastung der Hohlräume 22 und damit der Druckstücke 21 ist die Verbindung entspannt und kann zwang los in zur Montage umgekehrter Richtung demontiert werden.

Claims (10)

1. Lösbare Verbindung einer Stange (3) mit einem Grundkörper (1), die an ihrem dem Grundkörper (1) zugewandten Ende mindestens eine abgesetzte Fläche (5) aufweist, die direkt oder mittels eines oder mehrerer Zwischenstücke (6) am Grundkörper (1) abgestützt ist, das Stangenende mit einem in den Grundkörper (1) hineinragenden Dehnansatz (4) versehen ist, der mindestens einen Absatz (7) aufweist und der quer zur Stangenachse (8) zumindest teilweise zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Dehnansatzes (4) zwischen dem Absatz (7) und dem Grundkörper (1) mindestens ein Druckkörper (10) quer zur Stangenachse (8) eingesetzt ist, daß die Länge des Druckkörpers (10) in Richtung der Stangenachse (8) verstellbar ist und daß die der abgesetzten Fläche (5) zugewandte Seite des Druckkörpers (10) an den Grundkörper (1) und seine gegenüberliegende Seite an den Absatz (7) des Dehnansatzes (4) durch ein Verstellen der Länge des Druckkörpers (10) gleichzeitig anpreßbar sind.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper (10) gabelförmig ausgebildet ist und den Dehnansatz (4) umgreift.

3. Verbindung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper (10) aus mindestens zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen (14, 15, 20, 21) besteht.

4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (14, 15) des Druckkörpers (10) entlang von gegen die Stangenachse (8) geneigten gegenseitigen Berührungsflächen (17) gegeneinander verschiebbar sind.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (14, 15) des Druckkörpers (10) ineinander greifen und daß ihre Verschiebung mittels einer Gewindespindel (16) erfolgt.

6. Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (16) zwei Gewinde (18, 19) unterschiedlicher Steigung und/oder Steigungsrichtung aufweist, von denen das eine in den äußeren Teil (14) und das andere in den inneren Teil (15) des Druckkörpers (10) eingreift.

7. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (20, 21) des Druckkörpers (10) ineinander greifen, gegeneinander in Richtung der Stangenachse (8) beweglich sind und gemeinsam einen oder mehrere Hohlräume (22) bilden, die durch Kanäle (24) untereinander und mit mindestens einem äußeren Druckmittelanschluß (23) verbunden sind.

8. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (24) in den Grundkörper (1) integriert sind.

9. Verbindung nach einem der Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckkörper (10) und dem Grundkörper (1) und/oder zwischen dem Druckkörper (10) und dem Absatz (7) des Dehnansatzes (4) ein oder mehrere Übertragungselemente (11, 12) angeordnet sind.

10. Verbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Übertragungselemente (11, 12) aus zwei oder mehr Teilen besteht, die einzeln quer zur Stangenachse (8) einbaubar sind und eine Druckhülse (13) bilden, die den Dehnansatz (4) umgibt.