DE2356604C3 - Hydraulische Spannvorrichtung zum Befestigen eines Schraubbolzens mit einer Mutter unter Vorspannung - Google Patents
Hydraulische Spannvorrichtung zum Befestigen eines Schraubbolzens mit einer Mutter unter VorspannungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung zum Befestigen eines Schraubbolzens mit
einer Mutter unter Vorspannung, mit einer an einem zu verspannenden Bauteil abstützbaren Kolbcn-Zylinder-Einheit,
deren Kolben mit der Mutter verbindbar ist. und mit mindestens einem bei gespanntem Schraubbolzen
zwischen Mutter und Bauteil einstellbaren Distanzstück.
Zum Verspannen von Zugankern. Dehnschrauben u. dgl. an Zylinderköpfen. Reaktordeckeln usw. ist der
Einsatz hydraulischer Spannvorrichtungen bekannt. Nachdem der Schraubbolzen durch entsprechende
Bohrungen der zu verspannenden Teile hindurchgesteckt ist, wird eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
über sein Gewindeende geschoben. Auf das Ende des Bolzengewindes wird eine Zusatzmutter aufgeschraubt,
die zu der Spannvorrichtung gehört und nach erfolgtem Spannvorgang wieder entfernt wird. Die
Kolben-Zylinder-Einheit stützt sich mit ihrem Zylinder an dem Bauteil ab, während der Kolben gegen die Zusatzmutter
drückt. Auf diese Weise wird der Schraubbolzen gedehnt, während die zu verspannenden Bauteile
zusammengedrückt werden (DT-AS 13 00 472 und US-F1S 25 71 265). Unterhalb des Zylinders der Kolben-Zylinder-Einheit
befindet sich ein Ringraum, der die eigentliche Spannmutter aufnimmt, die nach der Druckbeaufschlagung
der Kolben-Zylinder-Einheit ohne größere Reibungsverluste leicht auf dem Bolzengewinde
gedreht werden kann, bis sie gegen das zu verspannende Bauteil stößt. Wird die Kolben-Zylinder-Einhcit anschließend
entlastet, dann nimmt die Mutter, die zuvor nicht belastet war, die Zugspannungskräfte des
Schraubbolzens auf. An Stelle der Zusatzmutter, mit dei sich der Kolben der hydraulischen Spannvorrichtung
an dem Schraubbolzen abstützt, kann auch der Kolben selbst nvi einem Innengewinde versehen sein,
in das das Schraubbolzengewinde eingeschraubt wird.
Weiterhin sind Spannvorrichtungen bekannt (US-PS 32 85 568 und DL-PS 5b 737), bei denen ein Zugorgan
nicht direkt an dem zu spannenden Schraubbolzen anereift, sondern an der Mutter, die auf das Gewinde des
Schraubbolzens aufgeschraubt ist. Unterhalb der Mutter befindet sich ein einstellbares Distanzstück, das beispielsweise
aus zwei aufeinanderliegenden Ringen mit wendelförmig ansteigender Dicke besteht. Die zu verwendende
Mutter weist ein Außengewinde auf, auf das eine Gewindehülse aufgeschraubt wird, die über einen
Zuganker mit einem Kopfstück verbunden ist. Das Kopfstück ruht auf der oberen Stirnseite des Kolbens
auf und kann von diesem unter Mitnahme der Kolbenstange und der Gewindehülse hochgedrückt werden.
Beim Spannen der Schraube wird gleichzeitig der Zuganker gedehnt, so daß ein Teil der Spannkräfte für eine
Längenänderung des Zugankers verbraucht wird. Außerdem hat die Spannvorrichtung wegen des erforderlichen
Zugankers eine erhebliche Bauhöhe.
Ferner sind Spannvorrichtungen bekannt, bei denen die Kolben-Zylinder-Einheit, nachdem sie gespannt
worden ist, in diesem Zustand arretiert wird, so daß sie druckenllastet werden kann, ohne daß der Spannungszustand
des Schraubbolzens aufgegeben wird (DK-PS 1 17 3%, GB-PS 7 00 425). Bei diesen Spannvorrichtungen
verbleibt die gesamte Kolben-Zylinder-Einheit aul dem Schraubbolzen. Sie bildet insgesamt eine Spannmutter
mit Verriegelungselement und stellt somit ein Bauteil und kein Werkzeug dar, das nacheinander zum
Spannen mehrerer Schraubbolzen verwendbar wäre.
Schließlich sind Hydraulikmuttern bekannt (DT-Gbrr 72 08 767, US-PS 30 33 597 und DTPS 12 00 760), die
dazu benutzt werden können, ein Zahnrad auf ein konisches Wellenteil aufzuschieben. Die Hydraulikmutterr
bestehen aus einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren Zy linder mit einem Gewinde versehen sein kann, um ihr
an einem Gewindeteil der Welle befestigen zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtunj der eingangs genannten Art, die als Werkzeug verwen
det wird und bei der lediglich die Mutter und ein Di stanzstück am Schraubbolzen verbleiben, während dii
Kolben-Zylinder-Einheit nach dem Spannen de Schraubbolzens anderweitig verwendbar ist, und derei
Einsatzmöglichkeit nicht davon abhängt, ob ein Teil de Schraubbolzens über die Mutter hinausragt, so auszu
bilden, daß sie mit wenig Montageraum oberhalb de Endes des Schraubbolzens auskommt und aus wenige
Teilen besteht als die bekannten Spannvorrichtungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Mutter im Inneren des Kolbens
der Kolben-Zylinder-Einheit untergebracht und dort lösbar befestigt ist.
Eine derartige Spannvorrichtung hat eine geringe Bauhöhe, da keine Zuganker benötigt werden. Da die
Mutter unmittelbar in den Kolben eingeschraubt ist, reicht es aus. wenn der Kolben eine Höhe hat. die etwa
derjenigen der Mutter entspricht Die Spannkraft des Kolbens wird auf dem direktesten Wege ohne Zw i
schensehaltung elastischer Teile auf den Schraubboi/en
übertragen. Mit der Spannvorrichtung können selbst solche Schraubbolzen erfaßt werden, deren Gewindeteil
gerade so weit übersteht, daß die Mutier an ihm befestigt werden kann. Die Mutter bildet das Verbindungsteil
von der Kolben-Zylinder-Einheit /um Schraubbolzen. Nach dem Spannen verbleibt sie am
Schraubbolzen, während die Kolben-Zylinder-Einheil abgenommen wird, um anderweitig wiedcrverwendei
zu werden. Die Verkürzung der wirksamen Länge des Schraubbolzens erfolgt bei der Erfi.xlung nicht dadurch.
daO die Mutter werter auf dem Gewindeteil de-.
Schraubbolzens aufgeschraubt wird, wie bei den bekannten Vorrichtungen, sondern dadurch, daß unterhalb
der Mutter ein Abstandhalter in Position gebracht wird.
Zweckmäßigerweise liegt der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit über einen Lochring direkt an dem
Bauteil an, so daß das Distanzstück durch den Lochring hindurch bei gespannter Kolben-Zylinder-F.inheit mühelos
gedreht werden kann.
Die Mutter kann mit einem Außengewinde i;:- ein Innengewinde
des Kolbens eingreifen, was eine besonders geringe Bauhöhe ergibt. Alternativ können das Innengewinde
und das Außengewinde der Mutter axial gegeneinander versetzt sein, wobei das Außengewinde
an einem stirnseitigen Ansatz vorgesehen ist. Dabei kann über dem Innengewinde ein Mehrkantprofil zum
Ansetzen eines Schraubenschlüssels vorgesehen sein.
Im folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung im Längsschnitt;
F i g. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Spannvorrichtung im Längsschnitt;
F i g. 3 und 4 zeigen einen Abstandhalter in Form einer flachen geteilten Scheibe in Seitenansicht und in
Draufsicht;
F i g. 5 und 6 zeigen einen Abstandhalter in Form einer konischen geteilten Scheibe in Seitenansicht und
in Draufsicht; und
F i g. 7 zeigt eine wendeiförmige Lochscheibe mit der dazugehörigen Mutter.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist der Schraubbolzen 10 durch eine Bohrung des zu verspannenden
Bauteils 11 hindurchgesteckt und ragt mit seinem Gewindezapfen V2 aus der Bohrung heraus. Über
das Ende des Schraubbolzens 10 ist eine wendeiförmige Lochscheibe 13 geschoben, die mit einem Flanschring
14 flach an der Oberseite 15 des Bauteils 11 anliegt. Die wendeiförmige Lochscheibe 13 ist gegenüber dem
Schraubbolzen 12 drehbar. Über ihr ist die Mutter 16 auf das Sjhraubbolzengewinde aufgeschraubt. Hierbei
handelt es sich um eine im wesentlichen zylindrische Spezialmutter, die sowohl mit einem Innengewinde 17
als auch mit einem Außengewinde 18 versehen ist. Die Mutter 16, die mit ihrem Innengewinde 17 in das BoI-/engewmde
eingreift, besitzt an ihrer unteren Stirnseite einen wendeiförmigen Teil 19, der das Gegenstück /u
der Wendel der Lochscheibe 13 bildet.
Der Aufbau der Mutter 16 und der Lochscheibe 1Ϊ
ist jeweils aus F i g. 7 deutlich zu ersehen. Man erkennt,
daß die Höhe der oberen Stirnseite der Lochscheibe ί3
in Form einer Wendel mit konstanter Steigung pro Dnifangswinkelgrad ansteigt und bei 20 in Form einer
steilen Flanke von dem höchsten Punkt auf den niedrigsten abfällt. Die Höhe der Flanke 20 ist — wenn man
von der möglichen Verwendung zusätzlicher Unterlegscheiben absieht — etwa ein Maß für den größten
Spannhub. In der Praxis kann man allerdings nur einen
Teil der Flankenhöhe 20 ausnutzen, weil die Auflageflache,
in der die beiden Wendeln 19 und 2! axial aneinanderliegen, umso kleiner, und damit die Flächenpressung
umso größer wird, je mehr die Lochscheibe 13 gegenüber der Mutter 16 verdreht ist.
Der Flansch 14 der Lochscheibe 13 ist mit Radialbohrungen 22 versehen, in die ein Rundstab eingesetzt
werden kann, um die Lochscheibe verdrehen zu können Er besitzt außerdem eine Rändelung, um ihn von
Hand verdrehen zu können.
Die Kolben-Zylinder-Einheit 23 besteht aus einem Zylinder 24, der einen Kolben 25 umschließt. Der Kolben
25 besitzt eine Axialbohrung 26 mit Innengewinde, das mit dem Außengewinde 18 der Mutter im Eingriff
steht.
Der Zylinder 24 und der Kolben 25 sind etwa in der Mitte ihrer Axialausdehnung stufenförmig abgesetzt,
und /war komplementär zueinander. Dieser stufenförmige Absatz 27 ergibt, wenn die Teile 24 und 25 axial
auseinandergezogen werden, einen Ringraum 28, der sich axial erweitert. In den Ringraum 28 führt über eine
Bohrung 29 im Kolben 25 hindurch eine steuerbare Druckleitung 30 hinein. Außerdem sind /ur Abdichtung
des Druckraumes 28 an den Gleitflächen der Teile 24 und 25 Dichtungen vorhanden.
An der der Bohrung 29 gegenüberliegenden Seite befindet sich eine ähnliche Bohrung 30', die in die
Druckkammer 28 hineinführt und mit einer Entlüftungsschraube 31 verschlossen ist.
Der Zylinder 24 stützt sich auf der oberen Fläche 15 des Bauteils U ab, jedoch sind in der Abstützung
Durchbrechungen 32 vorgesehen, durch die hindurch der Lochring 13 zugänglich ist, so daß er auch bei gespannter
Kolben-Zylinder-Einheit von außen gedreht werden kann.
Zum Betrieb der Vorrichtung wird auf den Gewindeteil des Schraubbolzens 12 zunächst die wendeiförmige
Lochscheibe 13 aufgeschoben. Danach wird die Mutter 16 aufgeschraubt, und zwar so, daß die Wendeln 19 und
21 satt aneinanderliegen. Schließlich wird die Kolben-Zylinder-Einheit 23 mit dem Innengewinde des Kolbens
25 auf die Mutter aufgeschraubt.
Wird Druckfluid in die Druckkammer 28 hineingepumpt, dann wird der Kolben 25 angehoben und nimmt
dabei die Mutter 16 mit. Die Mutter 16 zieht ihrerseits den Schraubbolzen 12 in die Länge, wodurch zwischen
den beiden Wendeln 19 und 21 ein Spalt entsteht. Die Lochscheibe 13 wird nun so weit gedreht, bis die entstandene
Längendifferenz ausgeglichen ist und die Wendeln wieder so weit wie möglich aneinander anliegen.
Das Drehen der Lochscheibe erfolgt durch die Bohrungen 32 hindurch mittels eines geeigneten Rundstabes
od. dgl.. Nach der anschließenden Entlastung der Kolben-Zylinder-Einheit stützen die Mutter 16 und die
Lochscheibe 13 die im Bolzen gespeicherten Spann-
kräfle ab.
Die Ausführungsform der F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 1 lediglich durch die Ausbildung
der Mutter 16' des Kolbens 25'. Die Mutter 16' greift auch hier mit ihrem Innengewinde 17' in das Bolzengewinde
ein. sie ist jedoch an ihrer oberen Stirnseite mit einem axialen Ansatz 35 versehen, an dem sich
das Außengewinde 18' befindet. Innengewinde 17' und Außengewinde 18' sind somit in axialer Richtung gegeneinander
versetzt.
In dem oberen engeren Teil 36 des Kolbens befindet
sich das Innengewinde, in das das Außengewinde 18 der Mutter 16' eingreift. Die Mutter 16' kann an ihrer
Außenseite über dem Gewinde 17' mit einem Mehrkantprofil 37 zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels
versehen sein.
Die F i g. 3 und 4 zeigen eine flache geteilte Scheibe,
die an Stelle der Lochscheibe 13 als Abstandhalter zwischen Mutter und Bauteil verwendet werden kann. Bei
Verwendung derartiger Abstandhalter entfällt selbstverständlich auch die Wendel 19 an der unteren Stirnseite
der Mutter. Die beiden Hälften der geteilten Scheibe 38 sind durch Stifte 39 od. ä. miteinander verbunden.
Die Scheibendicke ist auf die zu erwartende Bolzendehnung und Bauteilpressung abgestimmt, oder
es werden mehrere derartiger geteilter Scheiben übereinandergcsetzl.
Der Außenrand 40 der Scheibe 38 ist abgeschrägt. Dieser Kantenbruch dient zum Sichern gegen Hcraus-
S wandern der Halbscheiben aus der Druckverbindung.
Nach dem Entfernen der Kolben-Zylinder-Einheit 23 gemäß F i g. 1 kann nämlich auf das Außengewinde 18
der Mutter 16 eine (nicht dargestellte) Gewindeschutzhülse aufgeschraubt werden, die das Mutterngewinde
ίο schützt und bis auf den Kantenbruch 40 herunterragt.
Die Montage der geteilten Scheibe 38 erfolgt dadurch,
daß die beiden Scheibenhälften nach dem Spannen der Kolben-Zylinder-Einheit durch die Durchbrechungen
32 des Stützteils hindurch um den Bolzen gruppiert werden.
Die F i g. 5 und 6 zeigen eine geteilte Scheibe 41 mit konischer Auflagefläche 42 für die Mutter. Hierdurch
ist es möglich, das durch Dickenwahl der Scheibe bestimmte Maß des Spannhubes zusätzlich (zumindest geringfügig)
noch durch Positionsänderungen der Scheibenhälfte zu verändern. Auch bei dieser Scheibe können
selbstverständlich Fixierstifte 39 vorgesehen werden. Der Kantenbruch 40 dient in Verbindung mit einer
Gewindeschutzhülse zur Sicherung gegen radiales Ausweichen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Hydraulische Spannvorrichtung /um Befestigen eines Schraubbolzens mit einer Mutter unter
Vorspannung, mit einer an einem zu verspannenden
Bauteil abstützbaren Kolben-Zylinder-Einheit, deren
Kolben mit der Mutter verbindbar ist, und mii mindestens einem bei gespanntem Schraubbolzen
zwischen Mutter und Bauteil einstellbaren Distanzstück,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (16.35) im Inneren des Kolbens (25, 25) der
Kolbert-Zylinder-Einheit (23) untergebracht und dort lösbar befestigt ist.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (24) der Kolben-Zylinder-Einheit
über einen Lochring (22) direkt an dem Bauteil (II) anliegt.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innengewinde (17) und ein
Außengewinde (18) an der Mutter (16) übereinanderliegen.
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein Innengewinde (17') und ein
Außengewinde (18') an der Mutter (16') axial gegeneinander versetzt sind, wobei das Außengewinde an
einem stirnseitigen Ansatz (35) vorgesehen ist.
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Innengewinde (17')
ein Mehrkantprofil (37) zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels vorgesehen ist.
6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (16,
16') an einer Stirnseite einen wendeiförmigen Ansatz (19) aufweist, der das Gegenstück zu einer darunter
angeordneten Lochscheibe (13) mit wendelförmig ansteigender Stärke darstellt.
7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet- daß das Distanzstück
eine geteilte Scheibe (38, 41) ist, deren Auflagefläehe
(41) für die Mutter konisch ausgebildet ist.
8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Außenkante (40) der
geteilten Scheibe abgeschrägt ist. (Kantenbruch).
9. Spannvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewindeschutzhülse
zum Aufschrauben über die Mutter vorgesehen ist, die die geteilte Scheibe seitlich mitumschließt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732356604 DE2356604C3 (de) | 1973-11-13 | Hydraulische Spannvorrichtung zum Befestigen eines Schraubbolzens mit einer Mutter unter Vorspannung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732356604 DE2356604C3 (de) | 1973-11-13 | Hydraulische Spannvorrichtung zum Befestigen eines Schraubbolzens mit einer Mutter unter Vorspannung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2356604A1 DE2356604A1 (de) | 1975-05-15 |
DE2356604B2 DE2356604B2 (de) | 1976-01-22 |
DE2356604C3 true DE2356604C3 (de) | 1976-09-02 |
Family
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