DE202006004050U1

DE202006004050U1 - Hydraulisches Aufnahmeelement

Info

Publication number: DE202006004050U1
Application number: DE202006004050U
Authority: DE
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2016-03-16
Also published as: FIU20050093U0; FI6686U1

Abstract

Aufnahmeelement (100), das sich um das Ende eines länglichen Spannelements (200) zur Ausübung von Spannkraft auf ein zu befestigendes Stück (301) anpassen lässt, wobei das Aufnahmeelement
– ein erstes Teil (10) umfasst, das durch Spannkraft um das Ende des genannten länglichen Spannelements (200) angepasst werden kann, und
– ein zweites Teil (20) umfasst, das proportional zum ersten Teil (10) beweglich ist, wobei zwischen dem ersten Teil (10) und dem zweiten Teil (20) ein Druckmediumraum vorhanden ist, sowie
– das zweite Teil (20) des Arretierteils (30) zum Sperren der Bewegung in Bezug auf das erste Teil (10) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Aufnahmeelement (100) außerdem zumindest eine Tellerfeder (42) zum Aufrechterhalten der Spannkraft umfasst, wobei die zumindest eine Tellerfeder (42) auf der Seite hin zum zu befestigenden Stück (302) des zweiten Teils (20) liegt und wobei die Nennweite (D2) der zumindest einen Tellerfeder (42) größer als...

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufnahmeelement, das sich um das Ende eines länglichen Spannelements zur Ausübung von Spannkraft auf ein zu befestigendes Stück anpassen lässt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Stücke können mittels einer Bolzen-Mutter-Kombination befestigt werden. Die Kombination kann mit einem Momentschlüssel angezogen werden, aber dann wird auf den Bolzen eine Torsionsspannung ausgeübt. Wegen der Torsionsspannung kann der Bolzen nicht optimal belastet werden und die Torsionsspannung erhöht auch die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Kombination unter Belastung öffnet.
Es ist bekannt, dass eine Bolzen-Mutter-Kombination auch durch hydraulisches Dehnen des Bolzens angezogen werden kann, wodurch sich die Torsionsspannung wesentlich vermeiden lässt.
In der GB 2 267 944 wird ein dreiteiliges Aufnahmeelement dargestellt, das sich am Ende eines länglichen Spannelements, zum Beispiel eines Bolzens, befestigen lässt. Ein erstes Teil des Aufnahmeelements lässt sich am Ende des Spannelements zum Beispiel mit einer Drehverbindung befestigen. Die Stirnfläche eines zweiten Teils des Aufnahmeelements wird an das zu befestigende Stück gesetzt. Zwischen dem ersten und zweiten Teil des Aufnahmeelements befindet sich Raum für ein Druckmedium, in den Druck geleitet werden kann. Durch den Druck bewegt sich das zweite Teil proportional zum ersten Teil. Hierbei drückt sich das zweite Teil kräftig an das zu befestigende Stück und das Spannelement dehnt sich. Die Stellung des zweiten Teils wird propOrtional zum ersten Teil unter Verwendung eines dritten Teils arretiert, wonach der Druckmediumraum drucklos gemacht wird.
Um eine zuverlässige Verbindung zu erhalten, müssen das Spannelement und das damit verbundene Aufnahmeelement in der Lage sein, nach dem Spannvorgang eine aus reichende Spannkraft zu erzeugen. Die Verbindungsflächen geben jedoch teilweise nach. Es wurde bemerkt, dass zum Beispiel eine Drehverbindung der Größe M68 typisch etwa 0,2 mm nachgibt. Wegen des Ansetzens der Verbindungsflächen während des Spannvorgangs muss die hydraulisch zu erzeugende Kraft größer als die bezweckte Spannkraft sein. Die hydraulisch zu erzeugende Kraft darf jedoch nicht zur Überschreitung der Streckgrenze des Spannelementmaterials führen. Das Problem besteht also darin, dass wegen des Nachgebens der Verbindungsflächen die endgültige Spannkraft bedeutend kleiner als die optimale Festziehkraft sein kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aufnahmeelement darzustellen, mit dem während des Spannvorgangs die Differenz zwischen der mittels des Druckmediums benötigten, zu erzeugenden Kraft und der endgültigen Spannkraft verringert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe mit einem Aufnahmeelement nach der Erfindung ist hauptsächlich charakteristisch, was im Kennzeichnungsteil des nachfolgenden Schutzanspruchs 1 dargestellt ist.
Für ein Aufnahmeelement nach der Erfindung ist hauptsächlich charakteristisch, dass das genannte Aufnahmeelement zumindest eine Tellerfeder zum Aufrechterhal ten der auf das zu befestigende Stück ausgeübten Spannkraft umfasst, wobei die genannte zumindest eine Tellerfeder auf der Seite des genannten zu befestigenden Stücks des Aufnahmeelements liegt und wobei die Nennweite der genannten zumindest einen Tellerfeder solcherart ist, dass das an das Aufnahmeelement anzuschließende längliche Spannelement durch die genannte zumindest eine Tellerfeder passt.
Durch Verwendung des Aufnahmeelements nach der Erfindung kann eine fast maximale Spannkraft in der Weise erreicht werden, dass das Spannelement während des Spannvorgangs nicht in die Nähe der Streckgrenze gedehnt werden muss.
Mit einem Aufnahmeelement nach der Erfindung kann eine zuverlässige Verbindung in der Situation erreicht werden, in der das Spannelement nicht wesentlich gedehnt werden kann, zum Beispiel bei der Bildung der Verbindung unter Verwendung eines kurzen Bolzens.
Mit einem Aufnahmeelement nach der Erfindung kann außerdem die Wahrscheinlichkeit einer sich lockernden Verbindung in der Situation verringert werden, in der das zu befestigende Stück oder die Verbindungsflächen teilweise nachgeben.
Ein Aufnahmeelement nach der Erfindung ist auch in der Situation vorteilhaft, in der der Spannungszustand stark schwankt, zum Beispiel wegen Temperaturschwankungen.
Nachfolgend sind anhand der Zeichnungen prinzipmäßig Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Es zeigt:
1 stellt ein Aufnahmeelement nach der vorstehenden Erfindung im Anfangsstadium dar,
2 stellt ein Aufnahmeelement nach der vorstehenden Erfindung im beaufschlagten Druckmediumraum dar, und
3 stellt ein Aufnahmeelement nach der vorstehenden Erfindung nach dem Spannvorgang dar.
Gemäß 1 weist ein erstes Teil 10 eines Aufnahmeelements 100 ein Innengewinde 12 auf, mit dem das erste Teil 10 durch Spannkraft um das Ende eines länglichen Spannelements angepasst werden kann. Das längliche Spannelement kann zum Beispiel ein Bolzen sein.
In einen Druckmediumraum 21 zwischen dem ersten Teil 10 und dem zweiten Teil 20 des Aufnahmeelements 100 kann ein unter Druck stehendes Medium zum Bewegen des zweiten Teils 20 proportional zum ersten Teil 10 geleitet werden. Der Druckmediumraum 21 ist mit Gleitdichtungen 22 und 24 abgedichtet. Die Sauberkeit dichtungen 22 und 24 abgedichtet. Die Sauberkeit der Dichtungs- und Gleitflächen wird außerdem mit einer Dichtung 26 abgesichert. Das Druckmedium wird über einen Anschluss 56 in den Druckmediumraum 21 geleitet. Die Bedeutung der Teile 50, 52 und 54 wird später im Zusammenhang mit 2 erläutert.
Das Aufnahmeelement weist ein Arretierteil 30 auf, das durch eine Drehverbindung mit dem ersten Teil 10 verbunden ist. Das Arretierteil 30 fungiert als verstellbare Bewegungssperre, mit dem die Stellung des zweiten Teils 20 proportional zum ersten Teil 10 fixiert wird. Die Stellung des Arretierteils 30 kann durch Drehen des Arretierteils 30 mittels eines geeigneten Werkzeugs in Rastern 34 eingestellt werden. Ein Sicherungsring 36 verhindert, dass das Arretierteil 30 zu weit aufgedreht wird.
Im Zusammenhang mit dem zweiten Teil 20 ist mindestens eine Tellerfeder 42 angeordnet, die auf der Seite des zweiten Teils liegt, die zum zu befestigenden Stück weist. Die Nennweite D2 der Tellerfedern ist in der Weise größer als die Nennweite D1 des ersten Teils 10, dass das Ende des länglichen Spannelements durch Tellerfedern 42 passt.
Die Tellerfedern 42 sind mit dem zweiten Teil 20 durch eine Hülse 40 verbunden, welche die Tellerfedern 42 umgibt. Die Hülse 40 ist in Hinsicht auf das zweite Teil 20 beweglich angeordnet. Mit dem zweiten Teil 20 ist die Hülse 40 durch Bolzen 48 verbunden.
In 2 kann ein Stück 301 unter Verwendung eines länglichen Spannelements 200 und des Aufnahmeelements 100 an ein zweites Stück 302 befestigt werden. Das erste Teil 10 des Aufnahmeelements 100 ist mit einer Drehverbindung am Ende des Spannelements 200 befestigt. Die Stücke 301, 302 können zum Beispiel aus Maschinenteilen bestehen.
Beim Festziehen der Verbindung wird über einen Anschluss 56 ein Druckmedium in den Druckmediumraum 21 geführt. Hierdurch

– nimmt die Höhe G1 des Druckmediumraums 21 zu,
– bewegt sich das zweite Teil 20 proportional zum ersten Teil 10, wodurch sich zwischen dem zweiten Teil 20 und dem Arretierteil 30 ein Schlitz G2 bildet,
– drückt sich das zweite Teil 20 kräftig gegen die Tellerfedern 42,
– drücken sich die Tellerfedern 42 zusammen,
– bewegt sich die Hülse 40 proportional zum zweiten Teil 20 des Aufnahmeelements 100,
– überträgt eine Stirnfläche 44 der Hülse 40 die Kraft von den Tellerfedern 42 auf das zu befestigende Stück 301,
– gibt die Drehverbindung zwischen dem Spannelement 200 und dem ersten Teil 10 teilweise nach,
– geben die Stirnfläche des zweiten Teils 20, die Stirnfläche 44 der Hülse 40, die Flächen der Tellerfedern 42 und die Flächen der zu befestigenden Stücke 301, 302 nach, und
– dehnt sich das Spannelement 200.

Als Druckmedium kann zum Beispiel Hydrauliköl oder Wasser dienen. Die Flächen des Druckmediumraums 21 können gegebenenfalls mit einer korrosionsfesten Beschichtung versehen werden.
Das Aufnahmeelement 100 weist vorteilhaft eine Anordnung auf, mit der eine zu große Bewegung des zweiten Teils 20 verhindert wird. Beim Zunehmen der Höhe G1 des Druckmediumraums 21 senkt sich eine mit dem zweiten Teil 20 verbundene Spindel 52 ab, wodurch eine Spiralfeder 54 eine Kugel 50 anstößt. Beim Erreichen der Höhe G1 verhindert die Kugel 50, die auf einen maximalen Wert voreingestellt ist, das Eindringen von Druckmedium in den Druckmediumraum 21. Die Anordnung ist in der FI 114 819 dargestellt. Durch die Anordnung kann eine unabsichtlich große Bewegung des zweiten Teils 20 und das dadurch erfolgende Entweichen des unter Druck stehenden Druckmediums verhindert werden.
Der Spannvorgang setzt sich dann in der Weise fort, dass der Schlitz G2 zwischen dem zweiten Teil 20 und dem Arretierteil 30 durch Drehen des Arretierteils 30 gegen das zweite Teil 20 beseitigt wird. Zum Schluss wird das Druckmedium drucklos gemacht.
In 3 ist der Endzustand nach dem Spannvorgang dargestellt. Nach dem Drucklosmachen oder der Druckverminderung des Druckmediums bewegt sich das zweite Teil 20 etwas zurück und drückt sich gegen das Arretierteil 30, wodurch die Reibung des Gewindes zwischen dem Arretierteil 30 und dem ersten Teil 10 das Arretierteil 30 fixiert, so dass dieses sich nicht drehen kann. Die Tellerfedern 42 verbleiben im Wesentlichen im gespannten Zustand, wodurch die Spannkraft für das Stück 301 auch in der Lage aufrechterhalten wird, in der die Verbindungsflächen teilweise nachgeben.
Auf die Federkraft kann zum Beispiel durch Wahl der Dicke der einzelnen Tellerfeder 42 als auch durch die Anzahl der Tellerfedern 42 eingewirkt werden. Auch das Zusammenpressen der Tellerfedern 42 wirkt auf die Federkraft.
Die Tellerfedern 42 werden vorteilhaft in der Weise bemessen, dass die von diesen zusammen erzeugte Federkraft im gerade zusammengedrückten Zustand 0,7 Mal größer oder gleich groß wie die entsprechende Kraft der Streckgrenze des Spannelements 200 ist.
Die Verwendung eines Aufnahmeelements nach der Erfindung erleichtert die Montagearbeit zum Beispiel dann, wenn sich das Ende des Spannelements 200 unterhalb des Stücks 301 befindet. Das Aufnahmeelement weist eine vorbestimmte Menge vorbestimmter Tellerfedern 42 auf, was die Wahrscheinlichkeit dafür verringert, dass bei der Montage falsche Tellerfedern 42 verwendet werden. Das Spannelement 200 und das dafür bestimmte Aufnahmeelement 100 sind vorteilhaft mit einem die Zusammengehörigkeit ausweisenden Zeichen versehen, dass zum Beispiel durch Einstanzen angebracht werden kann.
Die Kontaktfläche der Tellerfeder 42 ist typisch ringförmig. Die Hülse 40 ist vorteilhaft, da sie die zu übertragende Spannkraft im Wesentlichen auf eine ausgedehntere Fläche verteilt. Die gegen das zu befestigende Stück 301 der Hülse 40 bestimmte Stirnfläche 44 ist vorteilhaft planar, wodurch ein Beschädigen der Fläche des zu befestigenden Stücks 301 minimiert wird.
Das Material der Tellerfedern ist typisch korrosionsanfällig, weshalb es vorteilhaft ist, die Tellerfedern 42 mit Fett oder einem anderen zweckmäßigen Schutzmittel zu schützen. Hierbei ist die Hülse 40 vorteilhaft, da sie das Schutzmittel innerhalb der Hülse hält und das Anhaften von außenseitigen Verschmutzungen am Schutzmittel verhindert.
Die Tellerfedern 42 und die Hülse 40 sind vorteilhaft so bemessen, dass bei einem möglichen Bruch irgendeiner Tellerfeder 42 die Bruchstücke der Tellerfeder fest in ihrer ursprünglichen Stellung im Innern der Hülse bleiben. Hierdurch kann die von der Verbindung erforderliche Spannkraft mindestens teilweise erhalten bleiben.
Die Hülse 40 weist vorteilhaft eine Sichtöffnung 46 auf, über die visuell der Zustand und der Spannungszustand der Tellerfeder 42 überprüft werden kann. Die Öffnung 46 kann mit einem verschließbaren Deckel oder mit einem Fenster versehen sein. Am Rande der Öffnung 46 kann auch zum Beispiel eine durch Einstanzen geschaffene Skala vorhanden sein, mit deren Hilfe die Stellung des Randes der Tellerfedern 42 zur Einschätzung der Spannung visuell festgestellt werden kann.
Das Aufnahmeelement nach der Erfindung kann auch ohne Verwendung der vorstehend dargestellten Hülse 40 verwirklicht werden. Die Tellerfeder 42 oder das von den Tellerfedern 42 gebildete Paket kann mit dem zweiten Teil 20 zum Beispiel durch Leimen, mit einem Lötmittel oder einer aus einer Platte geschnittenen und zurechtgebogenen Halterung verbunden werden.

Claims

Aufnahmeelement (100), das sich um das Ende eines länglichen Spannelements (200) zur Ausübung von Spannkraft auf ein zu befestigendes Stück (301) anpassen lässt, wobei das Aufnahmeelement – ein erstes Teil (10) umfasst, das durch Spannkraft um das Ende des genannten länglichen Spannelements (200) angepasst werden kann, und – ein zweites Teil (20) umfasst, das proportional zum ersten Teil (10) beweglich ist, wobei zwischen dem ersten Teil (10) und dem zweiten Teil (20) ein Druckmediumraum vorhanden ist, sowie – das zweite Teil (20) des Arretierteils (30) zum Sperren der Bewegung in Bezug auf das erste Teil (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (100) außerdem zumindest eine Tellerfeder (42) zum Aufrechterhalten der Spannkraft umfasst, wobei die zumindest eine Tellerfeder (42) auf der Seite hin zum zu befestigenden Stück (302) des zweiten Teils (20) liegt und wobei die Nennweite (D2) der zumindest einen Tellerfeder (42) größer als die Nennweite (D1) des ersten Teils (10) ist.
Aufnahmeelement nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (42) mit einer die, zumindest eine Tellerfeder (42) umgebende Hülse (40) im Zusammenhang mit dem genannten Aufnahmeelement (100) verbunden ist.
Aufnahmeelement nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (40) eine Stirnfläche (44) aufweist, wobei die Stirnfläche (44) zur Übertragung der Spannkraft von der zumindest einen Tellerfeder (42) zum zu befestigenden Stück (302) angeordnet ist, und wobei die Hülse (40) in Hinsicht auf das zweite Stück (20) beweglich angeordnet ist.
Aufnahmeelement nach Schutzanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mantelfläche der Hülse (40) eine Sichtöffnung (46), eine verschließbare Sichtöffnung oder ein Sichtfenster aufweist, über das der Spannungszustand der zumindest einen Tellerfeder (42) visuell überprüfbar ist.
Aufnahmeelement nach einem der Schutzansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (40) vorgesehen ist, durch die bei einem möglichen Bruch einer oder mehrerer Tellerfedern (42) entstehenden Bruchstücke der Tellerfeder (42) in der Weise im Innern der Hülse (40) zurückgehalten werden, dass die Spannkraft zumindest teilweise erhalten bleibt.
Aufnahmeelement nach einem der Schutzansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (100) außerdem eine Bewegungssperre umfasst, die angeordnet ist, um die Strömung des Druckmediums in den Druckmediumraum zu verhindern, wenn die Bewegung zwischen dem ersten Teil (10) und dem zweiten Teil (20) die eine vorbestimmte Grenzstellung erreicht.