DE4408873C2 - Schraubenspannvorrichtung, insbesondere für Deckelverschraubungen, wie vor allem bei Reaktordruckbehältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenspannvorrichtung, insbesondere für Deckelverschraubungen, wie vor allem bei Reaktordruckbehältern, mit einer Kupplungsvorrichtung zur zugfesten Kupplung eines der Spannkraftübertragung dienenden Verlängerungsstücks mit dem Schraubenbolzen, wobei die Kupplungsvorrichtung mehrere um das Verlängerungs­ stück und das Schraubenbolzenende herum angeordnete Kupp­ lungssegmente sowie ein die Kupplungssegmente in den Kupplungseingriff gegen das Verlängerungsstück und das Schraubenbolzenende anstellendes Kupplungsschloß auf­ weist, und wobei die Kupplungssegmente sowie das Verlän­ gerungsstück und das Schraubenbolzenende mit dem Kupplungseingriff dienenden korrespondierenden Kupplungsausformungen versehen sind.

Schraubenspannvorrichtungen werden bei Öffnungs- und Schließeinrichtungen für Druckbehälterdeckel, insbesonde­ re bei Reaktordruckbehältern in Kernkraftwerken, verwen­ det. Mit Hilfe der an einem Stützsockel, einem Tragring o. dgl. angeordneten hydraulischen Spanneinheiten werden die in die Gewindebohrungen des Druckbehälters bzw. sei­ nes Behälterflanschs eingeschraubten, der Deckelverschrau­ bung dienenden Schraubenbolzen, die auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet sind, möglichst gleichmäßig gedehnt, so daß sich die Deckelmuttern leicht und schnell festzie­ hen oder auch lösen lassen und im Schließzustand die festgedrehten Deckelmuttern eine gleich hohe Anpreßkraft auf den Deckel ausüben.

Um die hohen Spannkräfte der hydraulischen Spannvorrich­ tungen auf die Schraubenbolzen zu deren Dehnung zu über­ tragen, ist es bekannt, auf die über die Deckelmuttern aufragenden oberen Schraubenbolzenenden Greifmuttern als Bolzenverlängerungen aufzudrehen, an denen die hydrauli­ schen Spannvorrichtungen angreifen. Das Aufdrehen der kräftigen Greifmuttern auf die Schraubenbolzenenden er­ fordert einen nicht unerheblichen zusätzlichen Arbeits­ aufwand und muß vor allem bei der Deckelverschraubung von Reaktordruckbehältern mittels gesonderter Drehantriebe mit Getriebemotoren erfolgen (DE-OS 42 01 324).

Es ist aber auch bekannt, anstelle der Greifmuttern Hilfsbolzen als Verlängerungsstücke an den Schraubenbol­ zen mittels Kupplungsvorrichtungen anzuschließen, die zwei halbschalenförmige Kupplungssegmente aufweisen, wel­ che mittels eines von einem Stellzylinder betätigten Kupplungsschlosses gegen das Schraubenbolzenende und den Hilfsbolzen angestellt und mit diesen Teilen form­ schlüssig verriegelt werden, was durch Anformung von kor­ respondierenden Rillen an den Kupplungssegmenten und den Kupplungsenden des Schraubenbolzens und des Hilfsbolzens erfolgt (DE-OS 21 46 608). Diese Vorrichtungen können auch dann verwendet werden, wenn der Schraubenbolzen mit seinem Bolzenende die aufgedrehte Deckelmutter nur ver­ hältnismäßig wenig überragt. Im übrigen ist aber auch hier der Platzbedarf für die Kupplungsvorrichtung und deren Kupplungsschloß nebst Stellzylinder verhältnismäßig groß. Dies wirft vor allem bei Verwendung der Schrauben­ spannvorrichtung bei Reaktordruckbehältern erhebliche Probleme auf, da hier die Schraubenbolzen in engem Abstand zueinander angeordnet werden müssen und daher für die Anordnung der Schraubenspannvorrichtungen nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung steht.

Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, eine Schrauben­ spannvorrichtung der eingangs genannten Art insbesonde­ re bezüglich ihrer Kupplungsvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß auch sehr hohe Schraubenspannkräfte zu­ verlässig über die Kupplungsvorrichtung übertragbar sind, diese aber vergleichsweise kleine Bauabmessungen erhalten kann und auch mit kleinen Stellwegen beim Schließen und Öffnen arbeiten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kupplungsschloß der Kupplungsvorrichtung aus einem die Kupplungssegmente umschließenden, relativ zu diesen drehbaren Drehstück besteht, das an seiner Innenseite mit den Kupplungssegmenten zusammenwirkende, diese bei seiner Drehbewegung in den Kupplungseingriff drückende Schließ­ flächen o. dgl. aufweist. Vorzugsweise besteht das Dreh­ stück aus einer den Schraubenbolzen und das Verlänge­ rungsstück im Kupplungsbereich umschließenden, um die Schraubenbolzenachse drehbaren Kupplungshülse, welche die Kupplungssegmente aufnimmt.

Nach der Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung der Schraubenspannvorrichtung als Kupplungsschloß ein einfa­ ches Drehstück bzw. eine Kupplungshülse in einer solchen Anordnung und Gestaltung auf, daß die Kupplung des bol­ zenförmigen Verlängerungsstücks mit dem Schraubenbolzen­ ende und damit die zugfeste Verriegelung dieser Teile durch eine einfache Drehbewegung des Drehstücks bzw. der Kupplungshülse bewirkt wird. Damit ergibt sich eine Kupp­ lungsvorrichtung, die kleine Bauabmessungen erhalten kann und die auch eine kompakte Bauweise der gesamten Schrau­ benspannvorrichtung ermöglicht. Das Öffnen und Schließen der Kupplungsvorrichtung erfordert nur kleine Stellwege, d. h. eine Drehbewegung des Drehstücks über einen Drehwinkel, der erheblich kleiner sein kann als eine volle Umdrehung. Damit ergibt sich auch eine präzise und funktionssicher arbeitende Kupplungsvorrichtung, die sich mittels eines einfachen Drehantriebs betätigen läßt.

Das die Kupplungssegmente umschließende Drehstück und die Kupplungssegmente der Kupplungsvorrichtung sind so gestaltet, daß bei der Drehbewegung des Drehstücks die Kupplung zwangsweise geschlossen oder geöffnet wird, wobei das Schließen und Öffnen der Kupplung bei gegenläufigen Drehbewegungen des Drehstücks oder aber auch bei gleichsinniger Drehbewegung desselben erfolgen kann. Das Drehstück ist demgemäß mit die Kupplungssegmen­ te in Schließ- und Öffnungsrichtung verstellenden Schließorganen bzw. Schließflächen versehen, die bei seiner Drehbewegung eine Bewegung der Kupplungssegmente radial zur Längsachse des Schraubenbolzens und des Ver­ längerungsstücks in Schließ- und Öffnungsrichtung der Kupplungsvorrichtung erzwingen. Die korrespondierenden Schließorgane bzw. Schließflächen an der Innenseite des Drehstücks und an den Kupplungssegmenten können von ein­ fachen Formgestaltungen des Drehstücks und der Kupp­ lungssegmente gebildet werden. Vorzugsweise weist das Drehstück bzw. die es bildende Kupplungshülse an der Innenseite die genannten Schließflächen bildende Schließ­ nocken auf, die mit entsprechenden Druckflächen der Kupp­ lungssegmente zusammenwirken.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung mindestens drei um den Schrau­ benbolzen und das Verlängerungsstück herum angeordnete, von dem gemeinsamen Drehstück umschlossene Kupplungsseg­ mente auf. Bei Verwendung von drei bogenförmigen Kupplungssegmenten kann zum Schließen und Öffnen der Kupplungsvorrichtung mit einem Drehwinkel des Drehstücks gearbeitet werden, der 60° nicht übersteigt.

Die zugfeste Verbindung des Verlängerungsstücks mit dem Schraubenbolzenende erfolgt durch formschlüssige Verrie­ gelung dieser Teile mit den im Schließzustand befindli­ chen Kupplungssegmenten der Kupplungsvorrichtung. Auch hier sind unterschiedliche Formschlußverbindungen möglich. Beispielsweise können die Kupplungsenden des Schraubenbolzens und des Verlängerungsstücks mit ringförmig umlaufenden Rillen, Ringnuten o. dgl. versehen sein, vorzugsweise jeweils mit einer Gruppe solcher Ril­ len oder Nuten, während die Kupplungssegmente mit entsprechenden, in die Rillen einführbaren Rippen o. dgl. versehen werden. Auch können die Kupplungsausformungen an den Kupplungsenden des Schraubenbolzens und des Ver­ längerungsstücks jeweils aus einem Gewindeabschnitt be­ stehen, wobei die Kupplungssegmente auf ihrem Bogenumfang mit einem entsprechenden Abschnitt eines Gegengewindes versehen sind, so daß beim Schließen der Kupp­ lungsvorrichtung die Gewindeabschnitte in den Gewindeeingriff gelangen und damit die formschlüssige Verbindung herstellen.

Das genannte Drehstück bzw. die es bildende Kupp­ lungshülse weist zweckmäßig endseitig Stirnplatten auf, die von dem Verlängerungsstück bzw. dem Schraubenbolzen­ ende durchgriffen werden, wobei die Kupplungssegmente zwischen den Stirnplatten angeordnet sind und zweckmäßig eine Länge aufweisen, die etwa dem Abstand der beiden Stirnplatten entspricht. Damit sind die Kupplungssegmen­ te in der Kupplungshülse eingekapselt und an der unteren Stirnplatte verschieblich abgestützt.

Im einzelnen läßt sich die Anordnung mit Vorteil so tref­ fen, daß das Drehstück bzw. die Kupplungshülse an der Innenseite für jedes Kupplungssegment einen nach innen vorspringenden, die genannte Schließfläche bildenden Schließnocken aufweist. Diese Schließnocken können hier­ bei durch örtliche Wandverdickungen des Drehstücks bzw. der Kupplungshülse gebildet sein, vorzugsweise durch se­ kantale Wandverdickungen der im übrigen zylindrischen Kupplungshülse. Die Schließnocken, die von einfachen Wandverdickungen der Kupplungshülse gebildet oder aber an deren zylindrischen Innenwand befestigt werden können, weisen zweckmäßig ebene Schließflächen auf, die etwa parallel zu einer Tangente am Umkreis des Kupplungsendes des Schraubenbolzens und des Verlängerungsstücks verlau­ fen. Die bogenförmigen Kupplungssegmente sind hierbei an ihren beiden Endbereichen außenseitig jeweils mit zu den Schließflächen korrespondierenden ebenen Druckflächen versehen, die an jedem Kupplungssegment über eine kreis­ bogenförmige Rückenfläche verbunden sind, wobei die Kupplungssegmente an ihren die Druckflächen aufweisenden Endbereichen sich zum Ende hin verjüngen. Durch Anpassung der genannten Schließ- und Druckflächen werden bei der Drehbewegung der Kupplungshülse die Kupplungssegmente in Schließ- und Öffnungsrichtung der Kupplungsvorrichtung zwangsverstellt.

Weiterhin empfiehlt es sich, das Drehstück bzw. die Kupp­ lungshülse an der von dem Verlängerungsstück durchgriffe­ nen Stirnplatte mittels eines an ihr angeordneten Lager­ ringes auf einer zylindrischen Lagerfläche des bolzenar­ tigen Verlängerungsstücks drehbar zu lagern.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Kupplungssegmente mittels Kulissenführungen o. dgl. in Schließ- und Öffnungsrichtung der Kupplungsvor­ richtung an dem Drehstück geführt. Diese Kulissenführun­ gen bestehen zweckmäßig aus an den Kupplungssegmenten fest angeordneten axialen Führungselementen in Gestalt von einfachen Zapfen, Stiften o. dgl., die sich in Segmentführungen in Gestalt von Nuten, Schlitzen o. dgl. des Drehstücks bzw. der Kupplungshülse führen, wobei die Segmentführungen zugleich eine Drehwinkelbegrenzung des Drehstücks bilden können. Die Segmentführungen sind zweckmäßig an den beiden Stirnplatten der Kupplungshül­ se angeordnet, wobei die genannten Führungselemente sich an den beiden gegenüberliegenden Enden der Kupplungsseg­ mente befinden. Die aus einfachen Nuten oder Schlitzen bestehenden Segmentführungen sind in Anpassung an die Drehbewegung der Kupplungshülse und die radialen Schließ- und Öffnungsbewegungen der Kupplungssegmente leicht bo­ genförmig bzw. geknickt ausgeführt. Vorzugsweise ist je­ des bogenförmige Kupplungssegment jeweils durch in sei­ ner Bogenmitte liegende axiale Führungssegment geführt.

Je nach Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Schrauben­ spannvorrichtung kann für die Betätigung der Kupplungs­ vorrichtung bzw. für die Drehbwegung ihres Drehstücks ein unterschiedlicher Drehantrieb, ggf. sogar ein einfa­ cher Handantrieb mit Betätigungshebel o. dgl. vorgesehen werden. Vorzugsweise erfolgt die Betätigung aber mit Hil­ fe eines Drehmotors, wobei das Drehstück mit einer Umfangsverzahnung für den Eingriff eines vom Drehmotor angetriebenen Ritzels versehen wird. Da zum Schließen und Öffnen der Kupplungsvorrichtung nur kleine Drehwinkel benötigt werden, kann sich die Umfangsverzahnung nur über einen Teilumfang des Drehstücks erstrecken. Zweckmäßig wird die Umfangsverzahnung an der genannten Stirnplatte der Kupplungshülse angeordnet.

Die Kupplungsvorrichtung wird im übrigen zweckmäßig an einem Stützglied, wie insbesondere einem Stützsockel, einem Tragring o. dgl. angeordnet, das Träger einer ober­ halb der Kupplungsvorrichtung angeordneten, von unten gegen das aufragende Verlängerungsstück wirkenden hydraulischen Spannvorrichtung ist. An dem Stützglied bzw. Stützsockel oder Tragring können auf dem gemeinsamen Teilkreis der Deckelverschraubung im Umfangsabstand zu­ einander mehrere Schraubenspannvorrichtungen der erfin­ dungsgemäßen Art mit ihren Kupplungsvorrichtungen und hydraulischen Spannvorrichtungen angeordnet werden. Dabei ist es ohne weiteres auch möglich, an dem auf den Behäl­ terdeckel absetzbaren Stützglied bzw. Tragring für jeden der auf dem gemeinsamen Teilkreis liegenden Schraubenbolzen der Deckelverschraubung eine eigene Schraubenspannvorrichtung der erfindungsgemäßen Art anzuordnen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel näher er­ läutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schraubenspann­ vorrichtung teilweise in einem Verti­ kalschnitt;

Fig. 2 und 3 einen horizontalen Querschnitt durch die Kupplungsvorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Schraubenspannvorrichtung, und zwar einmal bei geöffneter Kupplung (Fig. 2) und zum anderen bei ge­ schlossener Kupplung (Fig. 3).

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schraubenspannvorrich­ tung A in ihrer Arbeitsposition an einem Schraubenbolzen 1, der mit seinem unteren, nicht-dargestellten Bolzenende in eine z. B. als Sackloch ausgebildete Gewindebohrung eines Druckbehälters, vorzugsweise eines Reaktordruckbe­ hälters, eingeschraubt ist und mit seinem oberen Bolzen­ ende eine Bohrung 2 am Deckelflansch 3 eines den Druckbe­ hälter schließenden Behälterdeckels durchfaßt, wobei oberhalb des Deckelflansches eine Deckelmutter 4 auf ei­ nen Gewindeabschnitt des Schraubenbolzens 1 aufgedreht ist. Die Schraubenspannvorrichtung A ist, wie bekannt, als Transportgerät ausgebildet und an einem Stützglied 5 gelagert, das auf den Behälterdeckel bzw. dessen Deckelflansch 3 von oben aufsetzbar ist und sich zum Zwecke der Dehnung des Schraubenbolzens 1 mit seinem Fuß auf dem Deckelflansch 3 als Spannwiderlager abstützt. Der Schraubenbolzen 1 ragt über die Deckelmutter 4 auf. Auf das obere Ende 1' des Schraubenbolzens 1 ist ein bolzen­ artiges Verlängerungsstück 6 mit seiner Fußfläche aufge­ setzt, welches mit einem im Durchmesser abgesetzten zylindrischen Teil 6' eine Durchgriffsöffnung 7 am Kopf des Stützgliedes 5 durchfaßt und oberhalb des Stützglie­ des einen im Durchmesser erweiterten Bolzenkopf 6" oder Flansch o. dgl. trägt. Auf dem Kopf des Stützgliedes 5 befindet sich eine hydraulische Spannvorrichtung 8 mit einem auf der Kopfläche befestigten Spannzylinder 9, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Ringzylinder ausgebildet ist und den Teil 6' des Verlängerungsstücks 6 ringförmig umschließt. Ein ebenfalls ringförmiges, das Teil 6' des Verlängerungsstücks 6 koaxial umschließendes Kolbenelement 10 unterfaßt den Bolzenkopf 6" und weist einen Ringkolben 11 auf, der sich unter Abdichtung (nicht gezeigt) im Ringzylinder 12 des Spannzylinders 9 führt. Durch Druckbeaufschlagung des Ringzylinders 12, d. h. durch Druckbeaufschlagung der unteren Ringfläche des Ringkolbens 11 wird das Kolbenelement 10 hydraulisch ge­ gen eine Schulterfläche 13 des Bolzenkopfes 6" angeho­ ben und damit der Schraubenbolzen 1 in Achsrichtung um das gewünschte Maß gedehnt, sofern das die Spannkraft der Spannvorrichtung 8 übertragende Verlängerungsstück 6 mit dem Schraubenbolzen 1 zugfest gekuppelt ist. Diese zugfeste Kupplung erfolgt mit Hilfe einer Kupp­ lungsvorrichtung 14, die unterhalb der hydraulischen Spannvorrichtung 8 im Innenraum 15 des Stützgliedes 5 angeordnet ist, das z. B. aus einem U-Profil oder aber aus einem stirnseitig offenen Zylindergehäuse o. dgl. besteht.

Die hydraulische Spannvorrichtung 8 ist in Fig. 1 nur schematisch angedeutet, da sie bei Schraubenspannvorrich­ tungen allgemein bekannt ist. Dabei kann die Spannvorrichtung 8 auch z. B. aus zwei parallelen hydraulischen Spannzylindern bestehen, die auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des Verlängerungsstücks 6 am Stützglied 5 angeordnet sind. Der Bolzenkopf 6" bildet hier eine sogenannte Druckbrücke, auf welche die beiden hydraulischen Spannzylinder zur Schraubendehnung wirken. Solche hydraulischen Spannvorrichtungen sind allgemein bekannt, z. B. aus der DE-OS 42 01 324, auf deren Offenbarungsinhalt hier Bezug genommen werden kann.

Die der zugfesten Kupplung des Verlängerungsstücks 6 mit dem oberen Ende des Schraubenbolzens 1 dienende Kupp­ lungsvorrichtung 14 weist ein um die Achse des Schrauben­ bolzens 1 und seines Verlängerungsstücks 6 drehbares Drehstück 16 in Gestalt einer zylindrischen Kupplungshül­ se auf, die die Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlängerungsstücks 6 koaxial umschließt und deren Mantel am oberen und unteren Ende jeweils mit einer ringförmigen Stirnplatte 17 bzw. 18 verbunden ist. Das Verlängerungsstück 6 durchfaßt die obere Stirnplatte 17, der Schraubenbolzen 1 die untere Stirnplatte 18. In einer ringförmigen Einziehung der oberen Stirnplatte 17 befin­ det sich ein Lagerring 19, mit dem das Drehstück bzw. die Kupplungshülse 16 an der Ringschulter zwischen dem Kupplungsende des Verlängerungsstücks 6 und dessen Bol­ zenabschnitt 6' um die Bolzenachse drehbar gelagert ist. Die gesamte Kupplungsvorrichtung 14 kann über den La­ gerring 19 an dem sich auf dem Schraubenbolzen 1 abstüt­ zenden Verlängerungsstück 6 drehbar aufgehängt sein.

Die Kupplungshülse 16 bildet ein Kupplungsschloß, mit dessen Hilfe die Kupplungsvorrichtung 14 zur zugfesten Kupplung des Verlängerungsstücks 6 mit dem Schraubenbol­ zen 1 geschlossen und zum Lösen der zugfesten Verbindung geöffnet werden kann. Im Inneren der Kupplungshülse 16 befinden sich drei gleich ausgebildete Kupplungssegmente 20, die sich mit ihrem Fuß auf der unteren Stirnplatte 18 verschieblich abstützen können und sich unter Be­ lassung eines vertikalen Bewegungsspiels bis in Nähe der oberen Stirnplatte 17 erstrecken. Wie vor allem die Fig. 2 und 3 zeigen, weisen die bogenförmigen Kupplungs­ segmente 20, bezogen auf den zylindrischen Umfang der Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlänge­ rungsstücks 6 einen Bogenumfang von angenähert 120° oder geringfügig unter 120° auf. Aus den Fig. 2 und 3 ist fer­ ner erkennbar, daß sich die bogenförmigen Kupplungsseg­ mente 20 jeweils zu ihren beiden Enden hin verjüngen, was durch Endabflachungen der Kupplungssegmente unter Bildung ebener Druckflächen 21 an den Außenflächen der Kupplungssegmente bewirkt wird. Die ebenen Druckflächen 21 sind an jedem Kupplungssegment 20 über eine kreisbo­ genförmige Rückenfläche 22 verbunden, die konzentrisch verläuft zu der durchgehenden inneren Bogenfläche 23, deren Radius demjenigen der zylindrischen Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlängerungsstücks 6 ent­ spricht.

Die Kupplungshülse 16 weist an ihrer zylindrischen Innen­ seite in gleichmäßigen Umfangsabständen zueinander, also um jeweils 120° zueinander versetzt nach innen vorsprin­ gende Schließnocken 24 auf, welche ebene Schließflächen 25 bilden, die im Öffnungszustand der Kupplungsvorrich­ tung (Fig. 2) parallel zu den ebenen Druckflächen 21 verlaufen und sich jeweils entlang einer Kreisbogensehne erstrecken, die parallel zu einer Tangente am zylindri­ schen Umfang der Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlängerungsstücks 6 verläuft. Jedem Kupplungs­ segment 20 ist ein Schließnocken 24 zugeordnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die drei Schließ­ nocken 24 aus örtlichen sekantalen Wandverdickungen der im übrigen zylindrischen Kupplungshülse 16. Die Anordnung ist im übrigen so getroffen, daß bei geöffneter Kupp­ lungssvorrichtung 14 (Fig. 2) die bogenförmigen Kupp­ lungssegmente 20 sich mit ihren durch die Endabflachungen gebildeten ebenen Druckflächen 21 jeweils auf den Schließflächen 25 zweier in Umfangsrichtung benachbarter Schließnocken 24 abstützen, während sie sich bei ge­ schlossener Kupplungsvorrichtung (Fig. 3) mit ihrer bo­ genförmigen Rückenfläche 22 mittig auf den Schließflächen 25 abstützen und mit ihren inneren Bogenflächen 23 in einer die zugfeste Verbindung von Schraubenbolzen 1 und Verlängerungsstück 6 bewirkenden Formschlußverbindung mit den Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlängerungsstücks 6 befinden.

Zur Erzielung der vorgenannten formschlüssigen Verbindung weisen die Kupplungssegmente 20 an ihren Innenflächen 23 sowie die Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlängerungsstücks 6 korrespondierende Kupplungsaus­ formungen auf. Diese bestehen bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel jeweils aus einer Mehrzahl dicht übereinander angeordneter paralleler Ril­ len, die bogenförmige Rippen bilden. Wie Fig. 1 zeigt, weist der Schraubenbolzen 1 an seinem Kupplungsende auf dem Abschnitt S eine Mehrzahl solcher ringförmig umlau­ fender Rillen 26 auf, von denen jeweils nur zwei Rillen im oberen und unteren Bereich gezeigt sind. Entsprechend weist das Verlängerungsstück 6 an seinem unteren Kupplungsende auf dem Abschnitt S1 dicht übereinander angeordnete, ringförmig umlaufende Nuten bzw. Rillen 26 auf. Die Kupplungssegmente 20 sind an ihren bogenförmigen Innenflächen 23 mit zu den Rillen 26 korrespondierenden Rillengruppen 27 versehen. Die Anordnung ist demgemäß so getroffen, daß bei geschlossener Kupplungsvorrichtung 14 (Fig. 3) die Rillengruppen 26 und 27 mit den von ihnen gebildeten Rippen im wechselseitigen Eingriff zueinander stehen, wodurch die Kupplungssegmente 20 mit den Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlänge­ rungsstücks 6 formschlüssig verriegelt sind und somit die zugfeste Verbindung des Verlängerungsstücks 6 mit dem Schraubenbolzen 1 hergestellt ist, wobei der formschlüs­ sige Riegeleingriff durch die Abstützung der Kupplungs­ segmente 20 an dem Schließnocken 24 gesichert ist (Fig. 3).

Die Kupplungssegmente 20 sind über Kulissenführungen in Schließ- und Öffnungsrichtung der Kupplungsvorrichtung 14 an dem Drehstück bzw. Kupplungshülse 14 geführt. Die­ se Kulissenführungen bestehen aus am oberen und unteren Ende der Kupplungssegmente 20 fest angeordneten axialen Führungselementen 28 in Gestalt von Stiften, die in Sack­ bohrungen der Kupplungssegmente 20 eingesetzt und gehal­ ten sind. Dabei sind jedem der drei Kupplungssegmente 20 zwei auf einer gemeinsamen Vertikalachse angeordnete Führungselemente 28 zugeordnet, die, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, in der Bogenmitte des zugeordneten Kupplungs­ segments 20 an dessen Ober- und Unterseite angeordnet sind. Die axialen Führungselemente 28 der Kupplungs­ segmente 20 führen sich in Segmentführungen 29 in Gestalt von Nuten oder Schlitzen, die an den beiden Stirnplatten 17 und 18 angeordnet sind (Fig. 1). Die Formgebung und Verlauf der Segmentführungen 29 läßt sich den Fig. 2 und 3 entnehmen. Es ist erkennbar, daß die Segmentführungen 29 jeweils einen etwa leicht-bogenförmigen oder abgeknickten Verlauf aufweisen, wobei ihr eines Ende sich in einem etwas größeren radialen Abstand zu den Kupp­ lungsenden des Schraubenbolzens 1 des Verlängerungsstücks 6 befindet als ihr anderes Ende. Die Länge der Segment­ führungen bestimmt den Drehwinkel, um den sich die Kupp­ lungshülse 16 zum Schließen und Öffnen der Kupplungsvor­ richtung 14 gegenüber den Kupplungssegmenten 20 drehen läßt. Im Schließzustand der Kupplungsvorrichtung liegt das eine Ende der Segmentführungen 29 mittig zwischen der Schließfläche 25 und der Umfangsfläche des Schraubenbolzens-Kupplungsendes bzw. des Kupplungsendes des Verlängerungsstücks 6, während das andere Ende der Segmentführungen 29 etwa in der Mitte zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Schließnocken 24 der Kupplungshülse 16 liegt, und zwar in einem etwas größeren radialen Abstand zu dem Schraubenbolzen bzw. dem Verlän­ gerungsstück als das andere Ende der Segmentführung. Fig. 1 läßt außerdem erkennen, daß an den Kupplungssegmenten 20 das obere Führungselement 28, d. h. der dieses Führungselement bildende Stift die Stirnplatte 17 an der Segmentführung 29 durchgreift und mit seinem oberen Ende von unten in eine Ausnehmung 30 am Kopf des Stützgliedes 5 mit radialem Bewegungsspiel einfaßt und damit eine Verdrehsicherung des Kupplungssegmentes am Stützglied 5 bewirkt.

Das von dem Drehstück bzw. der Kupplungshülse 16 gebilde­ te Kupplungsschloß weist zur Kupplungsbetätigung einen Drehantrieb auf. Zu diesem Zweck ist an der oberen Stirn­ platte 17 eine Umfangsverzahnung 31 angeordnet, die sich zweckmäßig nur über einen Teilumfang des Drehstücks bzw. der Kupplungshülse 16 erstreckt und mit der ein nicht-dargestelltes Antriebsritzel in Zahneingriff stehen kann, mit dessen Hilfe die Kupplungshülse 16 relativ zu den Kupplungssegmenten 20 um die Schraubenbolzenachse gedreht werden kann, um die Kupplungsvorrichtung 14 zu schließen oder zu öffnen. Das Ritzel kann von einem z. B. elektrischen Drehmotor angetrieben werden.

Bei geöffneter Kupplung befindet sich die Kupplungshülse 16 in einer Drehposition, in der die Kupplungssegmente 20 gegenüber den Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlängerungsstücks 6 radial soweit zurückge­ stellt sind, daß die der formschlüssigen Verriegelung dienenden Rillen 26 und 27 in keinem Eingriff zueinander stehen und folglich das Verlängerungsstück keine zugfeste Verbindung zu dem Schraubenbolzen 1 hat. Um die zugfeste Verbindung herzustellen, wird mit Hilfe des Drehantriebs das Drehstück bzw. die Kupplungshülse 16 über einen Win­ kel von etwa 60°, der durch die Länge der Führungsausneh­ mungen 29 bestimmt ist, gegenüber den in Drehrichtung gehaltenen Kupplungssegmenten 20 gedreht. Hierbei gleiten die Schließnocken 24 der Kupplungshülse 16 mit ihren ebe­ nen Schließflächen 25 über die gewölbten Rückenflächen 22 der Kupplungssegmente 20, wodurch diese in radialer Richtung gegen die Kupplungsenden des Schraubenbolzens 1 und des Verlängerungsstücks 6 angestellt werden und folglich der Verzahnungseingriff an den Rillengruppen 26, 27 hergestellt wird. Dieser Schließzustand der Kupplungsvorrichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Zum Öffnen der Kupplungsvorrichtung 14 braucht lediglich die Kupplungshülse 16 um den genannten Drehwinkel von etwa 60° zurückgedreht oder, falls erwünscht, auch um diesen Drehwinkel weitergedreht zu werden, so daß sich die Situation gemäß Fig. 2 ergibt, in der das Verlängerungsstück 6 von dem Schraubenbolzen 1 gelöst ist.

Es versteht sich, daß die Erfindung auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt ist und daß die erfindungsgemäße Schraubenspannvorrichtung in verschiedener Hinsicht Änderungen erfahren kann. Die Kupplungsvorrichtung 14 kann anstelle der bevorzugt vor­ gesehenen drei Kupplungssegmente 20 auch nur zwei Kupp­ lungssegmente oder mehr als drei Kupplungssegmente auf­ weisen. Die Verriegelung der Kupplungssegmente mit den Kupplungsenden des Schraubenbolzens und des Verlänge­ rungsstücks kann anstelle der vorgesehenen Rillen 26 und 27 auch mit anderen Formgestaltungen erreicht werden. Beispielsweise können der Schraubenbolzen 1 und das Ver­ längerungsstück 6 an ihren Kupplungsenden auch jeweils ein Gewinde aufweisen, wobei die Kupplungssegmente jeweils mit einem korrespondierenden Gegengewinde verse­ hen sind, welches beim Schließen der Kupplung in die Ge­ windeabschnitte am Schraubenbolzen und am Verlängerungs­ stück formschlüssig einfaßt. Auch besteht die Möglich­ keit, am Kupplungsende des Schraubenbolzens 1 und/oder des Verlängerungsstücks 6 eine Einzelnut oder einen hinterdrehten Ansatz o. dgl. anzuformen, der mit einer korrespondierenden Anformmung an den Kupplungssegmenten zusammenwirkt, um beim Schließen der Kupplungsvorrichtung 14 die formschlüssige Verriegelung und damit die zugfeste Verbindung des Verlängerungsstücks 6 mit dem Schraubenbolzen 1 zu bewirken. In allen Fällen wird mit Hilfe der Kupplungsvorrichtung 14 das Verlängerungsstück 6 zugfest mit dem Schraubenbolzenende verbunden, so daß die Spannkräfte der oberhalb der Kupplungsvorrichtung befindlichen Spannvorrichtung A als Dehnungskräfte auf den Schraubenbozen 1 voll zur Wirkung kommen. Ist die gewünschte Bolzendehnung erreicht, so kann die Deckelmutter 4 bis zum Deckelanschlag festgezogen werden, wodurch die Dehnung des Schraubenbolzens fixiert und der Deckel unter Spannung festgelegt wird.

Insbesondere bei Deckelverschraubungen müssen regelmäßig mehrere auf einem gemeinsamen Teilkreis befindliche Schraubenbolzen vorgesehen werden. Dabei ist es möglich, an dem Stützglied auch mehrere Schraubenspannvorrichtun­ gen A mit Kupplungsvorrichtungen 14 in Parallellage zu­ einander anzuordnen, um gleichzeitig mehrere Schrauben­ bolzen bedienen zu können. Das Stützglied 5 kann auch, wie bekannt, aus einem über den gesamten Schrauben­ bolzen-Teilkreis umlaufenden Tragring bestehen, der für jeden auf dem Teilkreis befindlichen Schraubenbolzen 1 eine eigene Schraubenspannvorrichtung der beschriebenen Art trägt.

Claims (23)

1. Schraubenspannvorrichtung, insbesondere für Dec­ kelverschraubungen, wie vor allem bei Reaktor­ druckbehältern, mit einer Kupplungsvorrichtung zur zugfesten Kupplung eines der Spannkraftübertragung dienenden Verlängerungsstücks mit dem Schrauben­ bolzen, wobei die Kupplungsvorrichtung mehrere um das Verlängerungsstück und das Schraubenbolzenende herum angeordnete Kupplungssegmente sowie ein die Kupplungssegmente in den Kupplungseingriff gegen das Verlängerungsstück und das Schraubenbolzenende anstellendes Kupplungsschloß aufweist, und wobei die Kupplungssegmente sowie das Verlängerungsstück und das Schraubenbolzenende mit dem Kupplungsein­ griff dienenden korrespondierenden Kupplungsaus­ formungen versehen sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kupplungsschloß aus einem die Kupplungssegmente (20) umschließenden, relativ zu diesen drehbaren Drehstück (16) besteht, das an seiner Innenseite mit den Kupplungssegmenten (20) zusammenwirkende, diese bei seiner Drehbewegung in den Kupplungseingriff drückende Schließflächen o. dgl. aufweist.

2. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Drehstück (16) aus einer den Schraubenbolzen (1) und das Verlängerungsstück (6) im Kupplungsbereich umschließenden, um die Schraubenbolzenachse drehbaren Kupplungshülse besteht.

3. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehstück (16) an seiner Innenseite die Schließflächen (25) bildende Schließnocken (24) aufweist.

4. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (14) mindestens drei um den Schraubenbolzen (1) und das Verlängerungsstück (6) herumgruppierte, von dem gemeinsamen Drehstück (16) umschlossene Kupplungssegmente (20) aufweist.

5. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die korrespondierenden Kupplungsaus­ formungen aus mindestens einer ringförmig umlau­ fenden bzw. bogenförmigen Rille und Rippe, vor­ zugsweise aus Rillen- und Rippengruppen (26, 27), bestehen.

6. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die korespondierenden Kupplungsausformungen aus Gewindeabschnitten bestehen.

7. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehstück (16) bzw. die es bildenden Kupp­ lungshülse endseitig von dem Verlängerungsstück (6) bzw. dem Schraubenbolzenende durchgriffene Stirn­ platten (17, 18) aufweist, und daß die Kupplungs­ segmente (20) zwischen den Stirnplatten (17, 18) angeordnet sind.

8. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehstück (16) an seiner Innenseite für jedes Kupplungssegment (20) eine nach innen vorspringenden, die Schließfläche (25) bildenden Schließnocken (24) aufweist.

9. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schließnocken (24) durch sekantale Wandverdickungen des zylindrischen Drehstücks (16) gebildet sind.

10. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließnocken (24) ebene Schließflächen (25) aufweisen, die etwa parallel zu einer Tangente am Umkreis des Schraubenbolzenendes bzw. des Ver­ längerungsstücks (6) verlaufen, und daß die bo­ genförmigen Kupplungssegmente (20) an ihren beiden Endbereichen außenseitig jeweils mit den Schließ­ flächen (25) korrespondierende ebene Druckflächen (21) aufweisen, die über eine kreisbogenförmige Rückenfläche (22) der Kupplungssegmente verbunden sind.

11. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Drehstück (16) an seiner vom Ver­ längerungsstück (6) durchgriffenen Stirnplatte (17) mittels eines an ihm angeordneten Lagerringes (19) auf einer zylindrischen Lagerfläche des Verlänge­ rungsstücks (6) drehbar gelagert ist.

12. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupplungssegmente (20) mittels Ku­ lissenführungen in Schließ- und Öffnungsrichtung der Kupplungsvorrichtung (14) an dem Drehstück (16) geführt sind.

13. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kulissenführungen von an den Kupplungssegmenten (20) fest angeordneten axialen Führungselementen (28) in Gestalt von Zapfen, Stiften o. dgl. gebildet sind, die sich in Segmentführungen (29) in Gestalt von Nuten oder Schlitzen o. dgl. des Drehstücks (16) führen, wobei die Segmentführungen zugleich eine Drehwinkelbegrenzung des Drehstücks bilden.

14. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Segmentführungen (29) an den beiden Stirnplatten (17, 18) des Drehstücks (16) und die Führungselemente (28) an den beiden gegenüberliegenden Enden der Kupp­ lungssegmente (20) angeordnet sind.

15. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Kupplungssegmente (20) jeweils durch in ihrer Bogenmitte liegende Führungselemente (28) geführt sind.

16. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich­ net, daß das Drehstück (16) mittels eines Dreh­ antriebs betätigt ist.

17. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb aus einem Drehmotor besteht, und daß das Drehstück (16) mit einer Umfangsverzahnung (31) für den Eingriff eines vom Drehmotor angetriebenen Ritzels versehen ist.

18. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Umfangsverzahnung (31) sich nur über einen Teil­ umfang des Drehstücks (16) erstreckt.

19. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsverzahnung (31) als Außenverzahnung an der Stirnplatte (17) des Drehstücks (16) angeordnet ist.

20. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupplungsvorrichtung (14) an einem Stützglied (5), vorzugsweise einem Stützsockel, Tragring o. dgl., angeordnet ist, das Träger einer oberhalb der Kupplungsvorrichtung (14) angeordneten, von unten gegen das aufragende Verlängerungsstück (6) wirkenden hydraulischen Spannvorrichtung (8) ist.

21. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 20, da­ durch gekennzeichnet, daß an einem gemeinsamen Stützglied (5) auf dem gemeinsamen Teilkreis der Deckelverschraubung im Umfangsabstand zueinander mehrere Kupplungsvorrichtungen (14) und oberhalb derselben jeweils eine hydraulische Spannvorrichtung (8) angeordnet sind.

22. Schraubenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine Verdrehsicherung der Kupplungssegmente (20).

23. Schraubenspannvorrichtung nach Anspruch 22, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung durch das axiale Führungselement (28) gebildet ist, das mit seinem Ende in eine Ausnehmung (30) des Stützgliedes (5) verdrehsicher, jedoch radial beweglich einfaßt.