CH616489A5

CH616489A5 -

Info

Publication number: CH616489A5
Application number: CH111477A
Authority: CH
Inventors: Nils Artur Christensson
Original assignee: Chris Marin
Priority date: 1976-02-05
Filing date: 1977-01-31
Publication date: 1980-03-31
Also published as: DK142334C; JPS52107463A; JPS5518282B2; SE401027B; DK288376A; DK142334B; SE7601236L; US4085649A; DE2703666A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung zum Verbinden eines ersten Teils mit einem zweiten Teil, bestehend aus einer Mehrzahl von in dem zweiten der zu verbindenden Teile befestigten Schraubenbolzen mit jeweils einem Paar koaxial zueinander auf dem Schraubenbolzen angeordneter Muttern sowie jeweils einer jedem Schraubenbolzen zugeordneter hydraulischer Dehnvorrichtung zum Dehnen des Schraubenbolzens bis zu einer einstellbaren Vorspannkraft, wobei die erste Mutter der zueinander koaxialen Muttern auf dem Schraubenbolzen und die zweite Mutter auf ein Aussengewinde der ersten Mutter aufgeschraubt ist und die aus einem den Schraubenbolzen ringförmig umgebenden Kolben und ringförmigem Zylinder bestehende Dehnvorrichtung zwischen den Muttern und dem ersten der zu verbindenden Teile angeordnet ist.

Die Anwendung derartiger hydraulischer Dehnvorrichtungen bei Schraubverbindungen ist bekannt und dient dazu, Teile durch die Schraubverbindung sehr stark gegeneinander zu verspannen und dabei die Gewindegänge zu schonen, weil bei dieser Methode kein nennenswertes Drehmoment aufgebracht wird. Dabei wird auf den Schraubenbolzen eine mit Innengewinde und Aussengewinde versehene Mutter aufgeschraubt, gegen deren Unterseite der Öldruckkolben der hydraulischen Dehnvorrichtung zwecks Dehnen des Schraubenbolzens drückt. Eine auf das Aussengewinde der ersten Mutter aufgeschraubte weitere Mutter wird nach beendeter Dehnung gegen den Zylinder der hydraulischen Dehnvorrichtung heruntergeschraubt und der Kolben dann vom Öldruck entlastet.

Die Druckölzufuhr zu den hydraulischen Dehnvorrichtungen mehrerer in einem zu verbindenden Teil angeordneter Schraubenbolzen erfolgte bisher über teilweise freiliegende Leitungen, was die Gefahr mit sich bringt, dass bei Beschädigung einer solchen Leitung die Schraubverbindung sich nicht mehr lösen lässt, weil zum Lösen auch wieder ein Öldruck aufgebracht werden muss.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand daher darin, Schraubverbindungen der genannten Art, die mit einer hydraulischen Dehnvorrichtung versehen sind, so zu verbessern, dass beim Zusammenbau eine automatische hydraulische Kupplung von die Zuführung des Öls übernehmenden Teilen erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Schraubverbindung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das genannte erste Teil einen Anschlussnippel und ein an den Anschlussnippel angeschlossenes, im Innern des ersten Teils ausgebildetes Kanalsystem aufweist, das Anschlusskanäle umfasst, die zu für die hydraulischen Dehnvorrichtungen jeweils als Sitz bestimmten Flächen des ersten Teils führen und dass jede hydraulische Dehnvorrichtung ein vom Zylinderinnern zur mit der als Sitz bestimmten Fläche in Kontakt stehenden Aussenseite führendes Kanalsystem aufweist und die genannten Kanalsysteme bei an den als Sitz bestimmten Flächen angeordneten Dehnvorrichtungen in Verbindung stehen.

In zweckmässiger Ausgestaltung münden die Kanäle im Zylinder jeder hydraulischen Dehnvorrichtung und die Anschlusskanäle des Kanalsystems im ersten Teil in eine gemeinsame Ringnut, die zweckmässig an der Unterseite des Zylinders der Dehnvorrichtung ausgebildet ist. Die Ringnut kann auch in der als Sitz für die Dehnvorrichtung bestimmten Fläche des ersten Teils ausgebildet sein.

Die hydraulische Dehnvorrichtung kann auch versenkt im zu verbindenden Teil angeordnet sein, welcher Teil dann Ausnehmungen mit zylindrischer Innenumfangsfläche als Sitz für jeweils eine hydraulische Dehnvorrichtung aufweisen kann, wobei dann im Zylinder der Dehnvorrichtung ausgebildete Kanäle in eine am Aussenumfang des Zylinders ausgebildete Ringnut münden und die im zu verbindenden Teil ausgebildeten Anschlusskanäle jeweils an der Innenumfangsfläche jeder Ausnehmung zwecks Anschluss an die Ringnut münden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung,

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in der zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes rein beispielsweise dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den ringförmigen Zylinder der hydraulischen Dehnvorrichtung auf der linken Seite und eine Draufsicht auf eine Schraubverbindung mit der hydraulischen Dehnvorrichtung auf der rechten Seite;

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform mit im zu verbindenden Teil versenkt angeordneter hydraulischer Dehnvorrichtung.

Die in Fig. 1 und 2 an einem Ausschnitt des zu verbindenden Teils 1 dargestellte Schraubverbindung dient zum Verbinden des Teils 1, der beispielsweise der Zylinderdeckel eines Motors ist, mit einem anderen Teil, der beispielsweise der Zylinderblock des Motors ist, in dem die Schraubenbolzen 2 befestigt sind. Um eine feste Schraubverbindung herzustellen, bei der der Schraubenbolzen 2 zunächst bis zu einer bestimmten Vorspannkraft gedehnt wird, ist eine hydraulische Dehnvorrichtung 3 zwischen dem zu verbindenden Teil 1 und den beiden Muttern 4 und 5 der Schraubverbindung angeordnet. Die Mutter 4 besitzt ein Innengewinde, mit dem sie auf den Gewindeabschnitt 2' des Schraubenbolzens 2 aufgeschraubt ist, und ferner ein Aussengewinde, auf das die koaxiale Mutter 5 aufgeschraubt ist. Jede hydraulische Dehnvorrichtung 3 besteht aus einem ringförmigen Zylinder 6 und einem ringförmigen Kolben 7, die den Schraubenbolzen 2 umschliessen. Der im Axialschnitt stufenförmig ausgebildete Zylinder 6 besteht aus einem Ring mit einem inneren Endflansch und der im Axialschnitt ebenfalls stufenförmig ausgebildete Kolben 7 besteht aus einem Ring mit einem äusseren Endflansch. Der Kolben 7 ist im Zylinder 6 derart geführt, dass die genannten Endflansche stirnseitig gegeneinander zeigen. An diesen Endflanschen sind beim Zylinder 6 und beim Kolben 7 Dichtungsringe 8 angeordnet, wobei der eine Dichtungsring in einer Nut am äusseren Umfang-des Kolbens angeordnet ist, während der andere Dichtungsring in einer Nut 8' am inneren Umfang des Zylinders angeordnet ist. Der Spalt zwischen den im Abstand voneinander angeordneten Endflanschen von Zylinder und Kolben steht über zwei durch den Zylinder 6 sich hindurcherstreckende Kanäle 10 und 10' mit einer an der Unterseite des Zylinders ausgebildeten Ringnut 12 in Verbindung. Zu beiden Seiten der Ringnut 12 sind Dichtungsringe 13 und 13' an der Unterseite des Zylinders 6 angeordnet, die zur Abdichtung des Zylinders 6 gegenüber dem zu verbindenden Teil 1 dienen. Die Nut 12 kann in breiterer Ausführung auch als Sitz für die Dichtungsringe 13 und 13' ausgebildet sein.

Gemäss Fig. 2 stehen die Ringnuten 12 an der Unterseite der Zylinder 6 von hydraulischen Dehnvorrichtungen benachbarter Schraubverbindungen über Kanäle 11 und 11' miteinander in Verbindung, welche innerhalb des Teils 1 ausgebildet sind. Diese Kanäle 11 und 11' verlaufen von der als Sitz für die hydraulischen Dehnvorrichtungen bestimmten Flächen schräg einwärts und treffen sich an einer Stelle in der Mitte zwischen zwei Zylindern, an welcher Stelle ein vertikaler Kanal 14 endet, der von der Oberseite des zu verbindenden Teils 1 sich einwärts erstreckt. In eine Erweiterung 14' dieses Kanals, die mit Gewinde versehen ist, ist ein Gewindestopfen 15 eingeschraubt.

Der Gewindestopfen 15 kann ein eingebautes Rückschlagventil aufweisen und besitzt einen Anschlussnippel 16, auf dem eine Schutzkappe 17 befestigt ist. Für die Zufuhr von Drucköl zu sämtlichen hydraulischen Dehnvorrichtungen 3 bei einer Mehrzahl von im Teil 1 vorhandenen Schraubenbolzen ist grundsätzlich nur ein Anschlussnippel 16 am Ende eines Kanals 14 erforderlich und können die übrigen Kanäle 14 durch einen Schraubstopfen 15 verschlossen sein, da alle hydraulischen Dehnvorrichtungen in Reihe miteinander in Verbindung stehen. Die Stopfen 15 sollen leicht entfernbar sein, damit sie bei Bedarf gegen einen solchen mit Anschlussnippel ausgetauscht werden können. Die Stopfen 15 können auch als Lüftungsstopfen ausgebildet sein, um das Kanalsystem entlüften zu können. Das Gewindeende des Stopfens 15 mit Anschlussnippel 16 steht gegen einen Dichtungsring 18 an, der am Grund des erweiterten Kanalabschnitts 14' angeordnet ist.

Die Funktionsweise der hydraulischen Dehnvorrichtung bei der Schraubverbindung ist wie folgt:

Bei Zufuhr von Hochdrucköl über den Anschlussnippel 16 gelangt das Öl über das Kanalsystem 11,11' und 14 innerhalb des Teils 1 zu sämtlichen vorhandenen Zylindern 6 der hydraulischen Dehnvorrichtungen über die in diesen Zylindern vorhandenen Kanäle 10 und 10'. In jedem Zylinder 6 wird dabei der Kolben 7 nach oben gegen die Mutter 4 gedrückt, so dass der Schraubenbolzen 2 bis zu einer bestimmten Vorspannkraft gedehnt wird. Dabei folgt die zunächst bis zur Anlage gegen den Zylinder 6 heruntergeschraubte äussere Mutter 5 der Bewegung der Mutter 4, so dass zwischen der Mutter 5 und dem Zylinder 6 ein Abstand entsteht. Die äussere Mutter 5 wird nun gegen den Zylinder 6 durch Festziehen zur Anlage gebracht und wenn die hydraulische Dehnvorrichtung nun vom Öldruck entlastet wird, ist die äussere Mutter 5 mit einer der vorher aufgebrachten Vorspannung entsprechenden Kraft gegen den Zylinder 6 angedrückt.

Der Vorteil der erfindungsgemässen Ausführungsform der Schraubverbindung mit hydraulischer Dehnvorrichtung besteht darin, dass sich die einzelnen Teile in einfacher Weise so anordnen lassen, dass sich eine mechanische Verbindung mittels Kupplungsstücken zu einer Einheit erübrigt. Die erforderlichen Arbeitsgänge zum hydraulischen Anschluss der Teile der hydraulischen Dehnvorrichtung an das Drucköl-Kanalsy-stem sind auf ein Mindestmass reduziert und da dieses Kanalsystem eine schnelle Abtrennung einer gegebenenfalls beschädigten Dehnvorrichtung gestattet, können die übrigen Dehnvorrichtungen in betriebsfähigem Zustand gehalten werden. Ein Austausch von beschädigten Teilen lässt sich infolgedessen sehr schnell und mit geringer Mühe ausführen.

Bei der erfindungsgemässen Schraubverbindung sind die einzelnen hydraulischen Dehnvorrichtungen somit in mechanischer Hinsicht voneinander unabhängig und die Kanäle 10, 10' im Zylinder 6 sind zum direkten Anschluss an das Kanalsystem 11,11', 14 im anschliessenden Teil 1 vorgesehen.

Es sei besonders erwähnt, dass das Druckmittel, das jedem Zylinder 6 durch einen Kanal 11 bzw. 11' zugeführt wird, im Zylinder 6 über eine Druckfläche 20 wirkt, die grösser ist als die dem hydraulischen Druck ausgesetzte ringförmige Fläche 21 zwischen den beiden Dichtungsringen 13 und 13', die zu beiden Seiten der Ringnuten 12 angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass die Zylinder 6 durch den Anfangsdruck bei der Zufuhr von Drucköl sofort in dichte Anlage gegen den Teil 1 gedrückt werden, so dass ein Austreten von Öl zwischen dem Teil 1 und dem Zylinder 6 verhindert wird.

Die häufigsten Schäden an einer hydraulischen Dehnvorrichtung sind Oberflächenschäden am Zylinder 6 (der Kolben 7 wird seltener beschädigt). Ein Vorteil der erfindungsgemässen Schraubvorrichtung ist darin zu sehen, dass man bei einem Schaden den Zylinder 6 der Dehnvorrichtung leicht austauschen kann, indem die betreffende Dehnvorrichtung demontiert wird, und da der Zylinder 6 unmittelbar auf dem Teil 1 angeordnet ist, können die Montagearbeiten ausgeführt werden, ohne dass irgendwelche mechanischen oder hydraulischen Kupplungen demontiert bzw. montiert zu werden brauchen.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist die hydraulische Dehnvorrichtung 3 in einer Ausnehmung 26 im Teil 1 versenkt angeordnet. Die Kanäle 10 und 10' inner5

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halb des Zylinders 6 der Dehnvorrichtung münden in eine am Umfang des Zylinders ausgebildete Nut 12. Die im zu verbindenden Teil 1 ausgebildeten Anschlusskanäle 11 und 11'münden in diesem Fall an der Innenumfangsfläche der Ausnehmung 26 zwecks Anschluss an die Ringnut 12. Die Ausführungsform nach Fig. 3 kommt in Frage, wenn im zu verbindenden Teil 1 der für eine versenkte Anordnung der hydraulischen Dehnvorrichtung 3 notwendige Platz vorhanden ist, jedoch ist die Ausführung nach Fig. 1 und 2 derjenigen gemäss Fig. 3 vorzuziehen, weil die Dichtung zwischen dem Zylinder 6 und dem Teil 1 infolge des axialen Anlagedrucks des Zylinders gegen den Teil 1 besser ist. Beide Ausführungsformen besitzen jedoch den zuvor erwähnten Vorteil, dass die hydraulischen Dehnvorrichtungen von einer mechanischen Verbindung untereinander unabhängig sind und ohne besondere Montagearbeiten einfach dadurch hydraulisch angeschlossen werden, dass die betreffende Dehnvorrichtung auf dem dafür vorgesehenen Sitz angeordnet wird, wobei die Verbindung zwischen der Ringnut 12 am Zylinder der Dehnvorrichtung und den im Teil 1 ausgebildeten Kanälen 11 bzw. 11' selbsttätig hergestellt wird.

Wie bereits erwähnt worden ist, soll der Teil 1 mittels der Schraubverbindung mit einem weiteren Teil verbunden werden. Dieser Teil 1 könnte aber auch ein Distanzstück zwischen der hydraulischen Dehnvorrichtung 3 und einem der miteinander zu verbindenden Teile sein. Wesentlich ist gemäss der Erfindung, dass jede Dehnvorrichtung ohne mechanische Verbindung mit der benachbarten Dehnvorrichtung direkt auf dem darunterliegenden Teil angeordnet werden kann (bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform in einer Ausnehmung im darunterliegenden Teil), um die betreffende Dehnvorrichtung ohne zeitraubende und umständliche Montagearbeiten hydraulisch anschliessen zu können.

s Ein weiterer mit der erfindungsgemässen Ausführungsform erreichbarer Vorteil ist aus Fig. 2 ersichtlich. Sollte bei einer Schraubverbindung der Kolben 7 einer Dehnvorrichtung 3 nicht genau bezüglich des Schraubbolzens 2 zentriert sein, kann dieser Schraubbolzen Biegemomenten ausgesetzt sein, wenn die Dehnvorrichtung unter Öldruck steht. Dabei kann es vorkommen, dass die Muttern 4 und 5 nicht bis zur gewünschten Vorspannung angezogen werden können. Bei der erfindungsgemässen Ausführungsform kann jedoch jede Dehnvor-richtung 3 bezüglich des Schraubbolzens 2 etwas versetzt angeordnet sein, ohne dass die Verbindung zwischen den Kanälen 10,10' und den Kanälen 11,11' dadurch unterbrochen wird. Die Ringnut 12 am Zylinder 6 ist breit genug ausgebildet, um eine geringfügige Versetzung des Zylinders 6 zu zo gestatten. Für die Zentrierung der Dehnvorrichtung 3 bezüglich des Schraubbolzens 2 dienen hier an der inneren Mutter 4 und am Kolben 7 ausgebildete Zentrierflächen 27 bzw. 28, mittels der die Dehnvorrichtung 3 bezüglich des Schraubbolzens 2 zentriert werden kann.

25 Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist eine solche Zentrierung aufgrund der Anordnung der Ringnut 12 am Aussenumfang des Zylinders 6 schwieriger, weshalb auch aus diesem Grund die Ausführungsform gemäss Fig. 2 bevorzugt wird.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Schraubverbindung zum Verbinden eines ersten Teils (1) mit einem zweiten Teil, bestehend aus einer Mehrzahl von in dem zweiten der zu verbindenden Teile befestigten Schraubenbolzen (2) mit jeweils einem Paar koaxial zueinander auf dem Schraubenbolzen (2) angeordneter Muttern (4, 5) sowie jeweils einer jedem Schraubenbolzen (2) zugeordneter hydraulischer Dehnvorrichtung (3) zum Dehnen des Schraubenbolzens (2) bis zu einer einstellbaren Vorspannkraft, wobei die erste Mutter (4) der zueinander koaxialen Muttern auf dem Schraubenbolzen (2) und die zweite Mutter (5) auf ein Aussengewinde der ersten Mutter (4) aufgeschraubt ist und die aus einem den Schraubenbolzen (2) ringförmig umgebenden Kolben (7) und ringförmigem Zylinder (6) bestehende Dehnvorrichtung (3) zwischen den Muttern (4, 5) und dem ersten der zu verbindenden Teile angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte erste Teil (1) einen Anschlussnippel (15) und ein an den Anschlussnippel angeschlossenes, im Innern des ersten Teils (1) ausgebildetes Kanalsystem (11,11', 14) aufweist, das Anschlusskanäle (11, II7) umfasst, die zu für die hydraulischen Dehnvorrichtungen (3) jeweils als Sitz bestimmten Flächen des ersten Teils (1) führen, und dass jede hydraulische Dehnvorrichtung (3) ein vom Zylinderinnern zur mit der als Sitz bestimmten Fläche in Kontakt stehenden Aus-senseite führendes Kanalsystem (10,10') aufweist und die genannten Kanalsysteme (10,10', 11,11') bei an den als Sitz bestimmten Flächen angeordneten Dehnvorrichtungen (3) in Verbindung stehen.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (10,10') im Zylinder (6) jeder hydraulischen Dehnvorrichtung (3) und die genannten Anschlusskanäle (11,11') des Kanalsystems (11,11', 14) im ersten Teil (1) in eine gemeinsame Ringnut (12) münden, die entweder an der Unterseite des Zylinders (6) der Dehnvorrichtung (3) ausgebildet ist, welche Unterseite der als Sitz bestimmten Fläche des ersten Teils zugekehrt ist, oder in dieser als Sitz bestimmten Fläche ausgebildet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu verbindende erste Teil (1) Ausnehmungen (26) mit zylindrischer Innenumfangsfläche als Sitz für jeweils eine hydraulische Dehnvorrichtung (3) aufweist und im Zylinder (6) der Dehnvorrichtung (3) ausgebildete Kanäle (10, 10') in einer am Aussenumfang des Zylinders (6) ausgebildete Ringnut (12) münden und dass die im ersten Teil (1) ausgebildeten Anschlusskanäle (11,11') jeweils an der Innenumfangsfläche jeder Ausnehmung zwecks Anschluss an die Ringnut (12) münden.

4. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Zylinder (6) der Dehnvorrichtung (3) zu beiden Seiten der Ringnut (12) ein Dichtungsring (13,13') angeordnet ist.

5. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (12) oder die Mündungen der Kanäle (10,10') im Zylinder (6) der hydraulischen Dehnvorrichtung (3) und/oder die Mündungen der Anschlusskanäle (11,11') im ersten Teil (1) derart breit ausgebildet sind, dass auch bei einer seitlichen Versetzung der hydraulischen Dehnvorrichtung (3) bezüglich der durch den Schraubenbolzen (2) zentrierten Lage eine Verbindung zwischen den Kanälen (10,10', 11, II7) gewährleistet ist.