-
Vorrichtung zum Anziehen und Lösen von Schraube-
-
Mutter-Verbindungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum weitgehend
torsionsfreien, definierten Anziehen und Lösen von Schraube-LcIutter-Verbindungen,
insbesondere von Verbindungen mit versenkter Mutter, mit einem an seinem einen Ende
an der Nutter angreifenden Schraubenschlüssel, dessen anderer Endabschnitt von der
Rraft eines Rrafterzeugers beaufschlagt wird, welcher sich seinerseits an einer
Widerlagereinrichtung abstützt.
-
Sollen im Maschinenbau beisnielsweise zwei oder mehr Bau- oder Maschinenteile
mittels Schrauben fest miteinander verbunden werden, so müssen die zu den Schraube-Mutter-Verbindungen
gehörigen Schraubenmuttern fest, und zwar vorzugsweise - oder in zahlreichen Anwendungsfällen
notwendigerweise - mit einem definierten Anzugsmoment
angezogen
werden. Derartige Einsatzfälle liegen beispielsweise bei Flanschverbindungen von
Wellen oder Wellenabschnitten vor, wie sie beispielsweise bei Turbinenwellen, aber
auch bei zahlreichen anderen Einsatzfällen vorhanden sind.
-
Das gleichmäßige Anziehen von Schrauben bzw. Muttern bereitet im allgemeinen
dann keine besonderen Schwierigkeiten, wenn die erforderlichen Anzugsmomente lediglich
in der Größenordnung einiger mkp liegen. Denn in derartigen Fällen können Schlagschlüssel
oder aber auch Drehmoment-Schlüssel Verwendung finden, die in unterschiedlichster
Bauart bekannt sind. Lieg-t dagegen das erforderliche Anzugsmoment einer derartigen
Mutter-Schraube-Verbindung in der Größenordnung von beispielsweise 100 mkp , so
reichen die vorstehend erwähnten Hilfsmittel bzw. Vorrichtungen nicht mehr aus und
es kommt zu Verspannungen, die für den ordnungsgemaßen Betrieb der betreffenden
Maschine außerordentlich schädliche Folgen haben können Man ist daher zur Vermeidung
derartiger Verspannungen in solchen Einsatzfällen dazu-übergegangen, die betreffenden
Schrauben in ihrer Längsrichtung mittels geeigneter Vorrichtungen zu dehnen, wobei
dann die betreffende Mutter ohne besondere Schwierigkeiten und verhältnismäßig leicht
bis zum Anschlag an das- benachbarte Bauteil angezogen werden kann. Macht man anschließend
die Dehnung durch Abbau der entsprechenden Dehnungskraft wieder rückgängig, so liegt
eine definierte und weitgehend korrosionsfreie Schraube-Mutter-Verbindung vor, der
ein definiertes Anzugsmoment zugeordnet werden kann.
-
Nun gibt es jedoch zahlreiche Einsatzfall, in denen derartige, verhältnismäßig
voluminöse Vorspaneinrich
tungen zum Anziehen bzw. Lösen der betreffenden
Schraube-Mutter-Verbindung nicht unterzubringen sind. Dieses kann beispielsweise
dann der Fall sein, wenn benachbart der Schraube-Mutter-Verbindung irgendwelche
festen bzw. bereits montierten Bauteile vorhanden sind, die ein Ansetzen einer derartigen
Vorspanneinrichtung unmöglich machen, wie dieses häufig der Fall ist. Ein anderer
Fall liegt beispielsweise bei versenkten Muttern derartiger Mutter-Schraube-Verbindungen
vor, wie dieses beispielsweise bei Kronen-Schlitz-Iuttern der Fall sein kann, wie
diese beisnielsweise für die Kupplung von Turbinenwellen beidseitig jeweils an einer
Schraube Verwendung finden.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs beschriebenen Gattung zu schafTen, mittels welcher derartige Schraube-Mutter-Verbindungen
weitgehend torsionsfrei anzuziehen bzw. zu lösen sind, und zwar auch dann, wenn
andere Vorrichtungen,wie beispielsweise Vorspanneinrichtungen für die Schraube,
aufgrund der baulichen Gegebenheiten nicht verwendbar sind.
-
Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Widerlagereinrichtung konzentrisch zur Achse der Schraube-:'4utter-Verbindung an
der Schraube abgestützt ist.
-
Die Widerlagereinrichtung weist bevorzugt ein platten-oder stangenförmiges
Bauteil o.ä. auf, auf welches der Krafterzeuger, bei dem es sich bevorzugt um eine
hydraulisch beaufschlagte I'olben-Zylinder-Einheit handelt, aufgesteckt ist, wobei
das platten- oder stangenförmige Bauteil an seinem dem Krafterzeuger abgekehrten
Endabschnitt mit dem Endabschnite der Schraube verbunden
sein kann,
was bevorzugt durch ein zwischen dem platten-bzw. stangenförmigen Bauteil und der
Schraube der anzuziehenden bzw. zu lösenden Schraube-Mutter-Verbindung angeordnetes
Verbindungselement verwirklicht sein kann.
-
Bei dem Verbindungselement handelt es sich in bevorzugter Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung um eine Buchse, die formschlüssig mit der Schraube verbunden
ist, was dadurch verwirklicht sein kann, daß die Buchse an ihrem der Schraube zugekehrten
Endabschnitt mit einem Innenvielkant, vorzugsweise einem Innensechskant, versehen
ist, der auf einen entsprechenden Außenvielkant der Schraube aufgesteckt ist. Zwecks
Verbindung der Buchse mit dem platten- bzw. stangenförmigen Bauteil der Widerlagereinrichtung
können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Buchse an ihrer Außenseite im
Bereich des nlatten- oder stangenförmigen Bau teils und das platten- oder stangenförmigen
Bauteil im Bereich der.Buchse jeweils außen bzw. innen mit einer Kerbverzahnung
o.ä. versehen sein, so daß ein formschlüssiger Eingriff zwischen diesen beiden Bauteilen
verwirklicht ist, über den die erforderlichen Kräfte bzw. Momente übertragen werden
können.
-
Das vorzugsweise als Buchse ausgebildete Verbindungselement kann in
weiterer Ausbildung der vorliegenden Erfindung von einer Halteschraube durchsetzt
sein, welche in das der Mutter zugekehrte Ende der Schraube geschraubt ist und auf
diese Weise das Verbindungselement an der Schraube hält und zugleich zentriert.
-
Zweckmäßigerweise besteht der Schraubenschlüssel aus einer an sich
bekannten Knarre bzw. Ratsche, die an ihrem der Mutter zugekehrten Ende einen mit
einer Kerbverzahnung o.ä. versehenen Steckschlüsseleinsatz aufweisen
kann,
welcher der Mutter angepaßt ist. Auf diese Weise läßt sich auch den schwierigsten
platzmäßigen Verhältnissen Rechnung tragen..
-
Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen zentrischen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zzn Anziehen und Lösen von Schraube-Mutter-Verbindungen,
und zwar zum Anziehen von Kronen-Schlitz-Muttern am Flansch der Kupplung einer Turbinenwelle;
unci Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 - ohne Turbinenflansch
einschl.
-
Schraube und Mutter dargestellt - in Richtung der Strich-Punkt-Linie
2-2 in Fig. 1 gesehen.
-
Die Zeichnung zeigt eine im ganzen mit 10 bezeichnete Vorrichtung
zum torsionsfreien Anziehen (und Lösen) der im Flansch 11 einer im übrigen nicht
dargestellten Turbinenwelle versenkt angeordneten Mutter 12 einer aus der Mutter
12 und einer Schraube 13 bestehenden Schraube-Mutter-Verbindung.
-
Die Vorrichtung 10 weist zum Anziehen der Mutter 12 einen als Ratsche
14 ausgebildeten Schraubenschlüssel auf, der in der nachstehend noch beschriebenen
Weise an der Mutter 12 angreift. An dem der Mutter 12 abgekehrten anderen Ende der
Ratsche 14 greift ein Krafterzeuger 16 an, wie dieses insbesondere aus Fig. 2 erkennbar
ist. Bei dem Krafterzeuger 16 handelt es sich um eine hydraulisch zu
beaufschlagende
Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolben 17 zum Anziehen der Mutter 12 aus der in Fig.
2 mit ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung in die in Fig. 2 mit strichpunktierten
Linien gezeichnete Stellung ausfahrbar ist, wobei er den Hebel 18 der Ratsche 14
in der in Fig. 2 ersichtlichen Weise um die Längsachse der Schraube-Mutter-Verbindung
13, 12 dreht.Danach kann die Knarre bzw. Ratsche dann wieder entsprechend umgesetzt
werden, wobei der Kolben 17 in seine eingefahrene Stellung zurückfährt und ein neues
Spiel beginnen kann.
-
Der Krafterzeuger 16 stützt sich dabei an einer Widerlagereinrichtung
ab, die in der nachstehend im einzelnen noch beschriebenen Weise ihrerseits konzentrisch
zur Achse 19 an der Schraube 13 abgestützt ist.
-
Zu diesem Zwecke weist die Widerlagereinrichtung ein plattenförmiges
Bauteil 21 auf, auf welches der Krafterzeuger 16 aufgesteckt ist.
-
An seinem dem Krafterzeuger 16 abgekehrten Endabschnitt ist das plattenförmige
Bauteil 21 mit dem Endabschnitt der Schraube 13 der anzuziehenden Schraube-Mutter-Verbindung
13, 12 über ein als Buchse 22 ausgebildetes Verbindungselement verbunden, welches
formschlüssig mit der Schraube 13 verbunden ist.
-
Zu diesem Zwecke ist die Schraube 13 an ihrem der Mutter 12 bzw. der
Buchse 22 zugekehrten Endabschnitt mit einem Außensechskant 23 versehen, auf welchen
ein entsprechend ausgebildeter Innensechskant 24 an dem der Schraube 13 zugekehrten
Endabschnitt der Buchse 22 aufgesteckt ist..
-
Die Buchse 22 weist weiterhin an ihrer Außenseite im Bereich des plattenförmigen
Bauteils 21 eie Kerbverzahnung
26 auf, die mit einer entsprechenden
Kerbverzahnung 27 des plattenförmigen Bauteils 21 formschlüssig zusammenwirkt.
-
Die Buchse 22 ist von einer Halteschraube 28 durchsetzt, welche in
das der Mutter 12 zugekehrte Ende der Schraube 13 eingeschraubt ist und damit die
Buchse 22 an der Schraube 13 hält und diese zugleich zentriert.
-
Schließlich ist die Knarre 14 noch an ihrem der Mutter 12 zugekehrten
Ende mit einem mit einer Kerbverzahnung 29 versehenen Steckschlüsseleinsatz 30 versehen,
welcher an seiner der anzuziehenden Mutter 12 zugekehrten Seite der als Kronen-Schlitz-Mutrausgebildeten
Mutter 12 angepaßt ist, so daß der Steckschlusseleinsatz 30 und damit die Knarre
14 unmittelbar an der Mutter 12 angreift.
-
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mithin wie
folgt: Zum Anziehen der Mutter 12 des Kupplungsflansches 11 der nicht gezeichneten
Turbinenwelle auf der Schraube 13 - was im übrigen an beiden Seiten der als M 64-Schraube
ausgebildeten Schraube 13 erfolgt - wird zunächst die aus der Buchse 22 und der
Halteschraube 28 bestehende Baueinheit mittels des Innensechskantes 24 der Buchse
22 auf den Außensechskant 23 der Schraube 13 aufgesteckt, woraufhin die Halteschraube
28 mittels ihres mit einem Außensechskant versehenen Kopf angezogen, d.h. also in
die Schraube 13 eingeschraubt werden kann.
-
Daraufhin kann sodann die Ratsche 14 mittels des Steckschlüsseleinsatzes
30 auf die Buchse 22 aufgesteckt
werden, wobei der Steckschlüsseleinsatz
30 mit der Mutter 12 in Eingriff kommt.
-
Sodann wird das plattenförmige Bauteil 21 mittels einer Kerbverzahnung
27 auf die Kerbverzahnung 26 des plattenförmigen Bauteils 21 aufgesteckt.
-
Sodann kann der hydraulische Krafterzeuger 16 auf das plattenförmige
Bauteil 21 aufgesteckt werden.
-
Schließlich wird die gesamte Anordnung bzw. Vorrichtung mittels einer
Mutter 31 verriegelt, was u.U. zweckmäßigerweise auch bereits vor dem Aufstecken
des Krafterzeugers 16 erfolgen kann.
-
Danach kann dann der Krafterzeuger 16 mit hydraulischem Druckmittel
beaufschlagt werden, woraufhin sich sein Kolben 17 unter gleichzeitiger Drehung
des Hebels 18 der Knarre 14 in der in Fig. 2 ersichtlichen Weise dreht und dabei
die Mutter 12 anzieht. Das Anziehen der Mutter 12 erfolgt dabei deswegen torsionsfrei,
weil das gleichgroße Gegenmoment, welches von dem Krafterzeuger 16 über das plattenförmige
Bauteil 21 abgeleitet wird, sich zentrisch zur Schraube 13 an dieser abstützt, so
daß an dieser gleichsam außen das durch das Anziehen der Mutter 12 entstehende Moment
angreift und weiter innen - jedoch ebenfalls zentrisch zur Achse 19 - ein entsprechend
großes Gegenmoment.
-
Der besondere Vorteil der Erfindung-liegt nicht nur darin, daß mit
dem Erfindungsgegenstand Schraube-Mutter-Verbindungen torsionsfrei angezogen werden
können, sondern daß dieses auch unter ungünstigsten räumlichen Verhältnissen erfolgen
kann, selbst dann, wenn bekannte Vorrichtungen, die dem gleichen Zwecke dienen,
aufgrund
ihrer räumlichen Dimensionen bzw. der baulichen Platzverhältnisse
nicht mehr zur Anwendung kommen können.
-
Vorrichtung zum Anziehen und Lösen von Schraube-Mutter-Verbindungen
BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OF REFERENCE NUMERALS) 1 - 1 - 2 4 - 4 5 - 5 6 - 6 7 -
7 8 - 8 9 9 10 Anziehvorrichtung 10 11 Flansch 11 12 Mutter 12 13 Schraube 14 Knarre
14 15 -16 Krafterzeuger 16 17 Kolben (von 16) 17 18 Hebel 18 19 Längsachse (von
13, 12) 19 20 , . 20 21 plattenförmiges Bauteil (Widerlagereinrichtung) 21 22 Buchse
(Verbindungselement 21/13) 23 Außensechskant (von 13) 24 Innensechskant (von 22)
24 25 - 25 pE Kerbverzahnung (von 22) 27 Kerbverzahnung (von 21) 27 28 Halteschraube
28 29 Kerbverzahnung 29 30 Steckschlüsseleinsatz 31 Mutter