DE2927448C2

DE2927448C2 - Einrichtung zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen

Info

Publication number: DE2927448C2
Application number: DE2927448A
Authority: DE
Inventors: Johann 4230 Wesel Schwedler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1983-10-20
Also published as: IN152032B; IT1151020B; IT8023129A0; DE2927448A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen, insbesondere von Teilfugenschrauben eines Turbinengehäuses, mit einem Stützglied, einem mit dem Ende des zu dehnenden Schraubenbolzens verbindbaren Zugglied und mit einem zwischen .Stützglied und Zugglied wirkenden hydraulisehen Betätigungsglied.

Derartige Einrichtungen, die zur Erleichterung des Anziehens und Lösens der Mutter von Bolzenverbindungen dienen, sind aus der DE-PS 875426 bekannt. Als Stützglied dient bei dieser bekannten Einrichtung eine Stützhülse, über welche der zum Schraubenbolzen koaxial angeordnete Zylinder des hydraulischen Betätigungsgliedes abgestützt ist. Als Zugglied dient unmittelbar der Kolben des hydraulischen Betätigungsgliedes, welcher auf einen Teil des Schraubenbolzens aufgeschraubt ist, der über die Mutter der Bolzenverbindung hinausragt.

Bei einer anderen, aus der DE-PS 1248 580 bekannten Einrichtung zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen ist der Kolben des hydraulischen Betätigungsgliedes durch ein Zugglied mit dem Schraubenbolzen verbunden, wobei das Zugglied in eine Gewindebohrung des Schraubenbolzens einschraubbar ist. Durch diese Maßnahme kann zur Platzersparnis in axialer Richtung der über die Mutter der Bolzenverbindung hinausragende Teil des Schraubenbolzens entfallen.

Die bekannten Einrichtungen zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen können nur in solchen Fällen eingesetzt werden, bei denen am Bolzenende, in radialer Richtung gesehen, genügend Platz für den koaxial angeordneten Zylinder des hydraulischen Betätigungsgliedes zur Verfugung steht. Diese Voraussetzung ist insbesondere bei den Teilfugenflanschen von Turbinengehäusen häufig nicht gegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen zu schaffen, welche auch unter beengten Raumverhältnissen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das hydraulische Betätigungsglied zwischen einem seitwärts auskragenden Arm des Stützgliedes und einem seitwärts auskragenden Arm des Zuggliedes liegt und daß zur Kompensation des auf den zu dehnenden Schraubenbolzen wirkenden Biegemomentes an den freien Enden dieser auskragenden Arme ein elastisch verformbares Kompensationsglied angeordnet ist. Das hydraulische Betätigungsglied wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung also außermittig zum Schraubenbolzen angeordnet, so daß die Einrichtung auch unter extrem engen Raumverhältnissen eingesetzt werden kann. Die außermittige Anordnung des hydraulischen Betätigungsgliedes allein würde jedoch beim Dehnen eines Schraubenbolzens eine unerwünschte Biegebeanspruchung des Schraubenbolzens bewirken. Aus diesem Grunde ist zusätzlich an den freien Enden der Arme ein elastisch verformbares Kompensationsglied vorgesehen, welches einerseits das Biegemoment kompensiert und andererseits der Dehnung des Schraubenbolzens folgen kann. Die der Dehnung des Schraubenbolzens entsprechende elastische Verformung des Kompensationsgliedes kann eine durch Zugbelastung hervorgerufene Dehnung aber auch eine durch Druckbelastung hervorgerufene Stauchung sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist das Kompensationsglied eine Kompensationsschraube. Eine derartige Kompensationsschraube läßt sich mit geringem Aufwand an die axiale Dehnung des zu dehnenden Schraubenbolzens anpassen. Eine gleichmäßige Längung von Schraubenbolzen und Kompensationsschraube erfordert lediglich das Einstellen einer bestimmten Länge der Kompensationsschraube. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die dehnbare Länge der Kompensationsschraube mittels Distanzhülsen einstellbar ist.

Vorzugsweise ist das Stützglied so ausgebildet, daß es auf die Muttern der dem zu dehnenden Schraubenbolzen benachbarten Schraubenbolzen aufsetzbar und mit diesen

Muttern verschraubbar ist. Hierdurch ergibt sich insbesondere bei Teilfugenflanschen von Turbinengehäusen ein besonders einfaches und sicheres Anbringen des Stützg'jedes. Die Verbindung zwischen dem Zugglied und dem zu dehnenden Schraubenbolzen kanr- durch eine in eine Bohrung des Schraubenbolzens einschraubbare Zugschraube vorgenommen werden. Di-se Verbindungsart ermöglicht eine gedrängte und raumsparende Ausgestaltung des Zuggliedes.

Es ist aber auch möglich, die Verbindung zwischen dem Zugglied und dem zu dehnenden Schraubenbolzen durch eine in die Mutter des Schraubenbolzens einschraubbare Zugschraube herzustellen. Die Längung des Schraubenbolzens wird in diesem Falle durch unter die Mutter eingeschobene Scheibenhälften entsprechender Stärke gehalten. Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß beim axialen Dehnen des Schraubenbolzens dessen Gewindepartie mit einbezogen wird und nach dem Entlasten des hydraulischen Betätigungsgliedes geringere Setzerscheinungen auftreten. Bei dieser Verkndungsart zwischen Zugglied und Schraubenbolzen ist es auch möglich, die Zugschraube in das Innengewinde eines in die Mutter eingeschraubten Reduzierstückes einzuschrauben. Durch das Reduzierstück wird der Durchmesser der Zugschraube verringert und somit eine gedrängte und raumsparende Ausgestaltung des Zuggliedes ermöglicht.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist das hydraulische Betätigungsglied ein in eine Zylinderbohrung eines der Arme eingesetzter, durch Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbarer und auf dem anderen Arm abgestützter Kolben. Das hydraulische Betätigungsglied wird hierbei unter geringstmöglichem Aufwand in einen der Arme integriert.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Einrichtung zum axialen Dehnen von Teilfugenschrauben eines Turbinengehäuses im Längsschnitt,

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung in der Draufsicht,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III der F i g. 2 und

Fig. 4 in einem der Fig. 3 entsprechenden Schnitt eine Variante für die Verbindung zwischen Zugglied und Teilfugenschraube.

In dem Schnittbild der Fig. 1 ist der obere Teil des Teilfugenflansches 1 eines Turbinengehäuses mit einer zu dehnenden Teilfugenschraube 2 zu erkennen. Auf das Bolzenende der Teilfugenschraube 2 ist eine Unterlegscheibe 3 aufgesetZi und eine zylinderförmige Mutler 4 aufgeschraubt, deren Höhe wesentlich größer ist als die für die Schraubenverbindung vorgesehene Gewindelänge der Teilfugenschraube 2. Die wesentlichen Bestandteile der Einrichtung zum axialen Dehnen der Teilfugenschraube 2 sind ein Stützglied 5 mit einem seitwärts auskragenden Arm 50, ein Zugglied 6 mit einem seitwärts auskragenden Arm 60, ein in eine Zylinderbohrung 61 des Armes 60 eingesetzter Druckkolben 7 als hydraulisches Betätigungsglied und eine an den freien Enden der Arme 50 und 60 angebrachte Kompensationsschraube 8. bo

Das Stützglied 5 ist, wie aus der Draufsicht der Fig. 2 und insbesondere aus dem Schnittbild der Fig. 3 zu erkennen ist, auf den Muttern 41 und 42 der beiden benachbarten Teilfugenschrauben 21 bzw. 22 aufgesetzt. Zur Befestigung des Stü;zgliedes 5 sind in diesem Bohrungen 51 und 52 vorgesehen, in welchen Befestigungsschrauben 510 bzw. 520 angeordnet sind. Diese Befestigungsschrauben 510 und 520 sind in die Innengewinde von in die Muttern 41 bzw. 42 eingeschraubten Reduzierstücken 410 bzw. 420 eingeschraubt.

Zur Verbindung zwischen dem Zugglied 6 und der zu dehnenden Teilfugenschraube 2 ist, wie in den Schnittbildern der Fig. 1 und Fig. 3 zu erkennen ist, in dem Zugglied 6 eine Bohrung 62 vorgesehen, in welcher eine Zugschraube 620 angeordnet ist. Diese Zugschraube 620 ist in das Innengewinde eines in die Mutter 4 eingeschraubten Reduzierstückes 400 eingeschraubt. Durch das Reduzierstück 400 kann der Durchmesser der Zugschraube 620 geringer gehalten werden als der Durchmesser der zu dehnenden Teilfugenschraube 2, so daß das Zugglied 6 in dem bezüglich des Platzbedarfs kritischen Bereich entsprechend klein gehalten werden kann. Damit die Zugschraube 620, die zur axialen Dehnung der Teilfugenschraube 2 erforderlichen Kräfte übertragen kann, muß sie aus einem bezüglich der Festigkeitseigenschaften höherwertigen Material als die Teilfugenschraube 2 gefertigt werden.

Wie in dem Schnittbild der Fig. 1 zu erkennen ist, besitz! der mit seiner Unterseite auf dem Arm 50 abgestützte Druckkolben 7 eine ringförmige Dichtung 70, welche den Austritt von Hydraulikflüssigkeit verhindert. Zur Beaufschlagung der Oberseite des Druckkolbens 7 mit Hydraulikflüssigkeit sind in dem Arm 60 des Zuggliedes 6 Zuführkanäle 62 und 63 vorgesehen, wobei der Zuführkanal 63 mittig in die Zylinderbohrung 61! einmündet.

Die an den freien Ende der Arme 50 und 60 angeordnete Kompensationsschraube 8 (Fig. 1) ist durch Bohrungen

54 und 64 der Arme 50 bzw. 60 hindurchgeführl und mit einer Mutter 80 versehen. Zur Einstellung einer bestimmten dehnbaren Länge der Kompensationsschraube 8 ist eine Distanzhülse 81 vorgesehen. Damit das durch die Kompensationsschraube 8 aufgebrachte Biegemoment durch die Arme 50 und 60 problemlos übertragen werden kann, ist der Arm 50 mit zwei Versteifungsrippen

55 und der Arm 60 mit zwei Versteifungsrippen 65 versehen.

Für eine rein axiale, d. h. biegemomentenfreie Dehnung der Teilfugenschraube 2 müssen die nachstehend aufgeführten Voraussetzungen eingehalten werden:

und

b-a

Hierbei ist P_h die vom hydraulischen Betätigungsglied aufzubringende Kraft, P, die für eine erwünschte axiale Dehnung der Teilfugenschraube 2 aufzubringende Kraft, α der Abstand zwischen Teilfugenschraube 2 und dem hydraulischen Betätigungsglied, b der Abstand zwischen Teilfugenschraube 2 und Kompensationsschraube 8. /, die dehnbare Länge der Teilfugenschraube 2, l_k die dehnbare Länge der Kompensationsschraube 8, F₁ der Querschnitt im Schaft der Teilfugenschraube 3 und F_k der Querschniit im Schaft der Kompensationsschraube 8.

Die vorstehend aufgeführten Gleichungen lassen sich auf einfache Weise rechnerisch ableiten, wobei in dem Kräftesystem von einem Kräftegleichgewicht, einem Momenlengleichgewicht und gleichen Dehnungen von Teilfugenschrauben 3 und Kompensationsschraube 8 ausgegangen wird.

Beim Einsatz der in den Fig. 1—3 dargestellten Einrichtung wird also zunächst die errechnete dehnbare

Länge I₁ der Kompensationsschraube 8 durch die Wahl einer Distanzhülse 81 entsprechender Länge eingestellt. Dann wird der Druckkolben 7 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt, wobei der Druck so eingestellt wird, daß sich bei einer vorgegebenen Fläche des Druckkolbens 7 die errechnete Kraft P_h ergibt. Die Teilfugenschraube 3 wird dann unter der Einwirkung der entsprechenden Kraft P₁ in axialer Richtung um die gewünschte Länge gedehnt, worauf unter die Mutier 4 die beiden Hälften einer geteilten Scheibe 30 geschoben werden. Die Stärke der geteilten Scheibe 30 entspricht der Summe aus der gewünschten Längung der Teilfugenschraube 2 und einem vor dem Dehnen eingestellten Spaltmaß zwischen der Mutter 4 und der Unterlegscheibe 3, so daß nach dem Entlasten des Druckkolbens 7 diese Längung gehalten wird. Wie in dem Schnittbild der Fig. 3 zu erkennen ist, werden unter die Mutlern 41 bzw. 42 der benachbarten Teilfugenschrauben 21 bzw. 22 entsprechende geteilte Scheiben 30 gelegt, und zwar auch dann wenn eine dieser Teilfugenschrauben noch nicht gedehnt ist. Dies ist erforderlich, um für das Stützglied 5 eine ebene Auflage zu schaffen.

Fig. 4 zeigt eine Variante bezüglich der Verbindung zwischen dem Zugglied 6 und der Teilfugenschraube 2. Diese Verbindung erfolgt durch eine Zugschraube 621,

ι ο welche in eine Gewindebohrung 20 der Teilfugenschraube 2 eingeschraubt ist. Beim Dehnen der Teilfugenschraube 2 ist also deren Mutter 4 entlastet und kann um eine der Dehnung entsprechende Länge nachgestellt werden. Das Nachstellen erfolgt mittels eines Domes, der in eine von mehreren Sackbohrungen 45 der Mutter 4 gesteckt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen, insbesondere von Teilfugenschrauben eines Turbinengehäuses, mit einem Stützglied, einem mit dem Ende des zu dehnenden Schraubenbolzens verbindbaren Zugglied und mit einem zwischen Stützglied und Zugglied wirkenden hydraulischen Betätigungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Betätigungsglied (7) zwischen einem seitwärts auskragenden Arm (50) des Stützgliedes (5) und einem seitwärts auskragenden Arm (60) des Zuggliedes (6) liegt und daß zur Kompensation des auf den zu dehnenden Schraubenbolzens (2) wirkenden is Biegmomentes an den freien Enden dieser auskragenden Arme (50, 60) ein elastisch verformbares Kompensatioasglied (8) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsglied eine Kompensationsschraube (8) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dehnbare Länge (i_k) der Kompensationsschraube (8) mittels Distanzhülsen (81) einstellbar ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (5) auf die Muttern (41,42) der dem zu dehnenden Schraubenbolzen (2) benachbarten Schraubenbolzen (21, 22) aufsetzbar und mit diesen Muttern (41, 42) verschraubbar ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Zugglied (6) und dem zu dehnenden Schraubenbolzen (2) eine in eine Bohrung (20) des Schraubenbolzens (2) einschraubbare Zugschraube (621) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Zugglied (6) und dem zu dehnenden Schraubenbolzen (2) eine in die Mutter (4) des Schraubenbolzens (2) einschraubbare Zugschraube (620) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugschraube (620) in das Innengewinde eines in die Mutler (4) eingeschraubten Reduzierstückes (400) einschraubbar ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Betätigungsglied ein in eine Zylinderbohrung (61) eines der Arme (60) eingesetzter, durch Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbarer und auf dem anderen Arm (50) abgestützter Kolben (7) ist.