DE8629523U1 - Einrichtung zum Anziehen eines Bolzens oder einer Mutter - Google Patents
Einrichtung zum Anziehen eines Bolzens oder einer MutterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Einrichtung zum Anziehen eines Bolzens oder einer Mutter und betrifft
insbesondere eine Einrichtung mit einer Klinken-Rasteinrichtung/ welche die Hin- und Herbewegung eines Fluiddruckzylinders
in eine Drehbewegung zum Anziehen eines Bolzens oder einer Mutter umwandelt.
Es sind verschiedene Arten von Werkzeugen zum Anziehen eines Bolzens oder einer Mutter bekannt. Sie umfassen
große Einrichtungen für spezielle Zwecke und Schlüssel mit kleinem Drehmoment.
Unter anderem ist eine Einrichtung mit einer Klinken-Rastmechanik bekannt. Sie kann mit der Hand in jeder
Richtung hin- und herbewegt werden zum Anziehen oder Lösen eines Bolzens oder einer Mutter. Sie umfaßt einen
Handgriff and ,st sehr einfach in ihrer Konstruktion. Da sie jedoch m-'t der Hand betätigt wird, ist sie
üblicherweise nur brauchbar, wenn ein kleines Drehmoment zum Anziehen eines Bolzens oder einer Mutter erforderlich
ist. Sie ist nicht zu gebrauchen, wenn ein großes Drehmoment erforderlich ist. Sie ist ebenfalls nicht in der
Lage, eine gleichförmige Anziehkraft an eine Vielzahl von Bolzen oder Muttern anzulegen. Infolgedessen ist
O 25 e^n komplizierteres Werkzeug zum Anziehen von Bolzen und
Muttern erforderlich, wenn beispielsweise ein Druckkessel oder ein Wärmeaustauscher hergestellt wird. So ist beispielsweise
eine Einrichtung bekannt mit einer Klinken-Rastmechanik, welche die Hin- und Herbewegung eines
Fluiddruckzylinders in eine Drehbewegung zum Drehen eines Bolzens oder einer Mutter umwandelt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Einrichtung mit einer Klinken-Rastmechanik vorzusehen, die einen
Bolzen oder eine Mutter durch Anlegen eines optimalen Betrags an Drehmoment, der leicht gesteuert werden kann,
wirksam anziehen kann.
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-&dgr;-Erfindungsgemäß ist hierzu eine Einrichtung vorgesehen
mit einem Rahmen, einem drehbaren Greifglied, welches in dem Rahmen gelagert ist und eine Ausnehmung bzw. einen
Durchgang aufweist, in welchem der Kopf eines Bolzens oder eine Mutter gehalten werden kann, einem Fluiddruckzylinder,
der im Rahmen vorgesehen ist und eine Kolbenstange aufweist, einem Glied, welches zwischen den Zylinder und das Greifglied
geschaltet ist und mit einem Ende mit der Kolbenstange verbunden ist und mit dem anderen Ende mit dem
Greifglied zu dessen Drehung in Eingriff tritt, and einer Klinken-Rastmechanik, die das Greifglied mit dem Drehglied
drehbar verbindet, welches um die Drehachse des Greifgliedes hin- und herbeweglich ist.
Die Einrichtung arbeitet effektiv, da die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange direkt in die Bewegung der
Klinken-Rastmechanik in jede Richtung umgesetzt wird, ohne einen merklichen Verlust an Fluiddruckenergie zu
verursachen. Der Betrag an Drehmoment zum Anziehen eines Bolzens oder einer Mutter kann durch den Fluiddruck genau
eingestellt werden. Der Betrag an Drehmoment ist durch einen Fluiddruckkreis für den Zylinder und dessen Steuersystem
leicht zu steuern. Infolgedessen ist die erfindungsgemäße Einrichtung zum Anziehen von Bolzen und Muttern
nützlich bei Uer Herstellung eines großen Bereiches an Strukturen, bei welchen unterschiedlichste Drehmomentbeträge
erforderlich sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung bei-3Q
spielsweise beschrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgomäßen Einrichtung
mit einem schematisch dargestellten Fluiddruckkreis;
35
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang Lin.^s I-I in Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Einrichtung; .':.." .". .". :·■· ,··. ···:
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-6-Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung; und
Fig. 5 eine Seitenansicht der Einrichtung, in welcher sie beispielsweise zum Anziehen von Bolzen für einen
Flansch an einem Druckkessel benutzt dargestellt ist.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine die Erfindung enthaltende Bolzen- oder Muttern-Befestigungseinrichtung bzw. -Anzieheinrichtung
bei A gezeigt und umfaßt einen Rahmen, der von einem Paar von parallel mit Abstand voneinander angeordneten,
L-förmigen Wänden 1 und 2 gebildet wird, die mitein- ( and^r durch Verbindungsbolzen 3 verbunden sind. Insofern
seine Wände 1 und 2 L-förmig sind, umfaßt der Rahmen einen
langen Schenkel und einen kurzen Schenkel. Ein Greifglied
ist in dem Rahmen an dem Ende von dessen kurzen Schenkel drehbar gelagert. Ein Fluiddruckzylinder 5 ist im Langen
Schenkel des Rahmens vorgesehen. Es kann beispielsweise ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder sein. Der
Zylinder 5 ist mit seinem Basisende mit dem Ende des langen Schenkels des Rahmens drehbar parallel zu den Wänden 1 und
2 verbunden. Der Zylinder 5 weist eine Kolbenstange 6 auf, die an einem Ende mit einem Kolben verbunden ist und aus
dem Zylinder 5 durch dessen gegenüberliegendes Ende nach außen vorsteht. Ein Glied 7 zum Drehen des Greifgliedes 4
V 25 ist durch die Kolbenstange 6 hin- und herbeweglich drehbar und diese Hin- und Herbewegung des Gliedes 7 wird durch
eine Klinken-Rasteinrichtung in die Drehbewegung des Kreisgliedes 4 umgewandelt, wie nachfolgend mehr im einzelnen
beschrieben wird.
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Die Wand 1 des Rahmens weist eine kreisförmige öffnung 1o
an dem Ende ihres kurzen Schenkels auf und die Wand 2 weist eine kreisförmige Öffnungu auf,die im Durchmesser gleich
dem der öffnung 1o ist und zu dieser koaxial liegt. Das
Greifglied 4 ist in den öffnungen 1o und 11 drehbar getragen
und erstreckt sich zwischen diesen. Die Wand 1 ist an ihrer inneren Oberfläche mit einem gebogenen Vorsprung
12 angrenzend an die Verbindungsstelle zwischen dem kurzen
und dem langen Schenkel des Rahmens vorgesehen. Die Wand weist auf ihrer inneren Oberfläche einen gebogenen Vorsprung
13 auf, der dem gebogenen Vorsprung 12 gegenüberliegt.
Die gebogenen Vorsprünge 12 und 13 weisen einen gleichen Radius auf. Jeder von diesen liegt auf einem Kreis, der
seinen Mittelpunkt auf der Drehachse des Kreisgliedes 4 hat.
Das Kreisglied 4 ist im allgemeinen ringförmig und v/eist ein axiales Loch bzw. einen axialen Durchgang 14 auf, der in
seinem Querschnitt hexagonal ausgebildet ist und in welchem der Kopf eines Bolzens B gehalten werden kann. Das Greiiglied
4 weist eine äußere Umfangsflache auf, die mit einer
Vielzahl von Klinkenzähnen 15 vorgesehen ist, welche alle in dieselbe Umfangsrichtung geneigt sind. Die äußere Fläche
des Kreisgliedes 4 umfaßt ebenfalls ein Paar von Ringgleitflächen 16 an seinen gegenüberliegenden Enden. Die Zähne
erstrecken sich zwischen den Gleitflächen 16. Die Gleitflächen 16 sind in die Wandöffnungen 1o bzw. 11 des
Rahmens im Gleitpaßsitz eingesetzt.
Das Drehglied ~i umfaßt einen Armteil 21, der durch einen
Stift 2o mit der Kolbenstange 6 drehbar verbunden ist,und einen sektorförmigen Basisteil 22, der sich von dem Armteil
21 aus erstreckt und auf den konkaven Flächen der gebogenen Vorsprünge 12 und 13 gleitend getragen wird. Der
Basisteil 22 umfaßt eine Vielzahl von Aussparungen 23, die sich in einer Richtung erstrecken, die radial zum
Greifglied 4 verläuft. Das Drehglied 7 umfaßt ebenfalls eine Vielzahl von Rastklinken 24, von denen jede in einer
der Aussparungen 23 angeordnet ist und aus dieser vorsteht. Jede Klinke 24 tritt in Eingriff mit einem der Zähne 15
auf dem Greifglied 4. Eine Schraubenfeder 25 ist in dem
Boden jeder Aussparung 23 angeordnet, um die Klinke 24 in derselben Aussparung 23 nach außen zu drücken und dadurch
in Eingriff mit dem zugeordneten Zahn 15 zu halten. Die Zähne 15 und die Klinken 24 bilden die Klinken-Rasteinrichtung
bzw. das Klinkengesperre, welches das Greifglied
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-&dgr;-4, in Fig. 1 gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn dreht,
während es dessen Drehung in entgegengesetzte Richtung verhindert.
Der Fluiddruckzylinder 5 ist mit seinem Basisende durch einen Stift 3o drehbar mit den Rahmenwänden 1 und 2 verbunden.
Der Zylinder 5 weist ein Paar von Öffnungen 31 und 32 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens
mit Abstand voneinander angeordnet und mit einer Fiuiddruckquelle 5o strömungsmäßig verbunden sind. Der von der
Quelle 5o dem Zylinder 5 alternativ durch die Öffnungen und 32 zugeführte Fluiddruck bewirkt die Hin- und Herbewegung
der Kolbenstange 6 und dadurch die drehende Hin- und Herbewegung des Drehgliedes 7.
Jeder Zahn 15 weist eine Flanke auf, die mit dem Umfang des Greifgliedes 4 einen kleineren Winkel einschließt als
dessen andere Flanke und mit der eine der Klinken 24 in Eingriff tritt, um das Greifglied 4 zu drehen, wenn die
Kolbenstange 6 durch das Fluid vorgeschoben wird, welches durch die Öffnung 31 in den Zylinder 5 zugeführt wird.
Der Fluiddruckkreis 51 ist so vorgesehen, daß er Fluiddruck in den Zylinder 5 alternativ durch die Öffnungen
und 32 liefert. Eine Steuereinheit 52 ist zur Steuerung des Kreises 51 vorgesehen. Der Kreis 51 umfaßt alle erforderlichen
Steuerventile und Steuergeräte, die üblicherweise in einem gleichartigen Kreis verwendet werden, einschließlich
einem Solenoidventil, einem Wechselventil, einem Rückschlagventil und einem Stromungssteuerungsventil.
Der Kreis 51 steuert die Intervalle der Fluidzuführung zu den Öffnungen 31 und 32 und den Hub und die Belastung der
Kolbenstange 6, die durch die Steuereinheit 52 gesetzt sind. Die Steuereinheit 52 sieht eine optimale Steuerung
für die Kolbenstange 6 vor, so daß sie einen optimalen Betrag an Drehmoment zum Anziehen des Bolzens B anlegen
kann.
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^ In Betrieb v/ird die Kolbenstange 6 vorgeschoben, wenn Fluid
durch die Öffnung 31 in den Zylinder 5 eingeführt wird. Als Folge dessen wird das Drehglied 7, in Fig. 1 gesehen,
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und die mit den Zähnen
° 15 in Eingriff stehenden Klinken 24 erteilen dem Greifglied
4 eine Drehbewegung. Mit anderen Worten wird die Linearbewegung
der Kolbenstange 6 in die Drehbewegung des Greifgliedes 4 umgesetzt und die Energie des Fluids durch das
Drahglied 7 und das Greifglied 4 in ein Drehmoment zum '-u Drehen des Bolzens B umgewandelt.
<_) Dann v/ird die Kolbenstange 6 in den Zylinder 5 zurückgezogen,
wenn das Fluid durch die andere Öffnung 32 in diesen eingeführt wird. Als Folge dessen wird das Drehglied 7 in
1^ Fig. 1 im Uhrzeigersinn gedreht. Die Klinken 24 gleiten
auf einen nach dem anderen Zähne 15, während die Schraubenfedern 25 die Klinken 24 mit den Zähnen 15 in Eingriff
halten, bis das Drehglied 7 im Uhrzeigersinn seinen maximalen Drehweg gedreht worden ist. Während dieser Bewegung
des Gliedes 7 in seine Ausgangsposition erteilen die Klinken 2 4 dem Greifglied 4 keine Drehbewegung.
Infolgedessen dreht das Drehglied 7 das Greif glied 4 &eegr;&ngr;··
in der Richtung zum Anziehen des Bolzens B unbeachtlich -J 25 der Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 6. Infolgedessen
ist es nicht erforderlich, die Position der Einrichtung A relativ zum Bolzen B vom Beginn bis zum Ende der Anzieharbeit
zu ändern.
Der Betrag des Drehmomentes, welcher zum Drehen des Bolzens B erforderlich ist, hängt von der Drehkraft des
Greifgliedes 4 ab. Diese Drehkraft v/ird durch die Fluidenergie
hervorgerufen, die durch die Kolbenstange 6 übertragen v/ird. Infolgedessen kann, wenn der Kreis 51 und die
Steuereinheit 52 beispielsweise eingestellt sind, einen maximalen Fluiddruck zu liefern, ein maximales Drehmoment
aufrechterhalten v/erden, bis der Bolzen B mit einer Mutter oder einem Teil einer Maschine oder einer Vorrichtung,
-&Igr;&ogr;&iacgr; die miteinander verbunden werden müssen, fest verbunden
ist. Infolgedessen kann die erfindungsgemäße Einrichtung
alle von einer Vielzahl von Bolzen mit einem gleichen
Drehmoment gleichförmig anziehen, welches erforderlich E
ist. Infolgedessen kann die erfindungsgemäße Einrichtung
alle von einer Vielzahl von Bolzen mit einem gleichen
Drehmoment gleichförmig anziehen, welches erforderlich E
° ist zur Herstellung verschiedener Arten von Maschinen |
oder Vorrichtungen, beispielsweise zum Verbinden einer :?
Stirnplatte mit einem Druckkessel oder einem Wärmeaus- :|
tauscher. Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist ins- ?f
besondere zum Anziehen von Bolzen an jeglicher Vorrichtung |
mit vollständig fluiddichter Konstruktion geeignet. |
Die intermittierende Bewegung der Klinken-Rast-Einrichtung |
in jeder Richtung ist die einzige Bewegung, die erforder- | lieh ist, um die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 6 \
in die Drehbewegung des Kreisgliedes 4 umzusetzen. Infolge- u
dessen ist es möglich, die Energie des Fluids im Zylinder 5 ? direkt in die Drehbewegung des Greifgliedes 4 umzuwandeln,
ohne irgendeinen mechanischen Energieverlust von dieser
einzuschließen. Infolgedessen kann mit der Einrichtung ein
ohne irgendeinen mechanischen Energieverlust von dieser
einzuschließen. Infolgedessen kann mit der Einrichtung ein
Bolzen oder dgl. angezogen werden, ohne daß ein bemerkenswerter Energieverlust auftritt.
Nach Fig. 5 wird die erfindungsgemäße Einrichtung A bei- }
spielsweise zum Verbinden eines Flansches an einem Druck- ; kessel benutzt. Die Einrichtung A wird dazu benutzt, eine
Vielzahl von Bolzen B, die entlang dem Umfang des Flansches
F mit gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, mit
einer gleichen Zahl von Muttern, die hinter dem Flansch F
positioniert und folglich nicht gezeigt sind, oder mit
Vielzahl von Bolzen B, die entlang dem Umfang des Flansches
F mit gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, mit
einer gleichen Zahl von Muttern, die hinter dem Flansch F
positioniert und folglich nicht gezeigt sind, oder mit
Innengev/inde versehenen Teilen des Flansches F, die ebenfalls
nicht gezeigt sind, fest verbunden bzw. gezogen.
Die Einrichtung &Lgr; ist an der K.-" * · des Flansches F so
positioniert, daß dessen (Ireifglied 4 im Paßsitz über
den Kopf eines Bolzens B gesetzt ist, während das Ende
positioniert, daß dessen (Ireifglied 4 im Paßsitz über
den Kopf eines Bolzens B gesetzt ist, während das Ende
des lanqen Schenkels ihres Rahmens den Kopf eines benachbarten Bolzens B berührt. Wenn der Zylinder 5 betätigt
v/ird, um eine Kraft zum Anziehen des Bolzens B zu er-
v/ird, um eine Kraft zum Anziehen des Bolzens B zu er-
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zeugen, über welchen das Greifglied 4 im Paßsitz aufgesetzt
ist, erzeugt dieser eine Reaktionskraft, die dazu tendiert, die Einrichtung A um den Bolzen B, in Fig. 5 gesehen, entgegen
dem Uhrzeigersinn zu drehen. Eine solche Drehung der Einrichtung A wird jedoch durch den benachbarten Bolzen B
verhindert, an welchem das Ende des langen Schenkels von deren Rahmen ruht. Infolgedessen ist es nicht erforderlich,
die Einrichtung A am Flansch F zu befestigen, wenn die Bolzen B angezogen werden. Die Einrichtung A kann in einer
festen Position während der Arbeit des Anziehens irgendeines Bolzens B gehalten werden und infolgedessen ein ge-
&Ggr;j nügend großes Drehmoment an diesen leicht anlegen.
Die Einrichtung A wird umgedreht, wenn der Bolzen B gelöst v/erden soll. Dies ist der einzige Unterschied, der
den Arbeitsgang des Lösens von dem Arbeitsgang des Anziehens unterscheidet, v/elcher vorstehend beschrieben
worden ist.
Obgleich die erfindungsgemäße Einrichtung in Verbindung
mit dem Anziehen eines Bolzens beschrieben v/orden ist,
kann diese in gleicher Weise zum Anziehen oder Lösen einer Mutter benutzt v/erden.
\ 25 Wenn das Drehglied 7 klein und fest bzw. stabil ist, kann
die Einrichtung als Ganzes in ihren Abmaßen und ihrem Gewicht verringert v/erden, was die Handhabung ihres
Rahmens für ein Anziehen und Lösen erleichtert.
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Claims (6)
- • t ·• ■ · ·• ■ ·• I · I ftIS > IlS &igr; ) in» ■ > Ii Ii » » IEuropean Patent AttorneysDr. MülUr-Bor* und Partner · POB » 02 47 - IMOOO MOndwnr ODeutsche PatentanwälteOr.W.Müller-Boret Dr. Paul Deaf elDipl.-Chem., DIpL-WInSdI1-IiIg.Dr. Alfred SchönDipl.-Chem.Werner HertelDipl.-Fhys.Dietrich LewaldDipl.-Ing.Dr.-Ing. Dieter OttoDipl.-Ing.BriL Chartered Patent AgentB, David F. WettersM. A. (Oxen) Ch. Chem. M. R. S. C.r 5. NOV.Hl/si-M 1616NISHIATSU Co.,Ltd. Tsugio SHIBATA 45-46, Yoshizuka 1-chome, Hakata-ku Fukuoka-shi, Fukuoka-ken, JapanEinrichtung zum Anziehen eines Bolzens oder einer Mutter■e <HKistsorüche s1. Einrichtung »um Anziehen eines Bolzens oder einer Mutter, gekennzeichnet durch einen Rahmen, ein Greifglied, weiches in dem Rahmen drehbar getragen wird und ein Loch bzw. eine Ausnehmung bzw. einen Durchgang aufweist, in welchem der Koof einesD.II000 München 2Isarlofplatz 0POB 200247 ·'D-BOOO Mündlen 2&THgr;• t t · ·• · t ·MueboDut 009/221483-7Telecopier intotec B400 BCut+ 1Il lOflfll ZZ9B43Telex1-Il I I I IIl If*-2-Bolzens oder eine Mutter gehalten werden kann, einen Fluiddruckzylinder, welcher in dem Rahmen vorgesehen ist und eine Kolbenstange aufweist, ein Glied, welches zwischen den Zylinder und das Greifglied zum Drehen des Greifgliedes geschaltet ist, wobei dieses Ürehglied mit einem Ende mit der Kolbenstange verbunden ist und mit dem anderen Ende mit dem Greifglied in Eingriff tritt, und eine Klinken-Rastmechanik, die das Greifglied mituol nhaa nm &Lgr; Aachse des Greifgliedes hin- und herdrehbar ist.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifglied einen ringförmigen Körper umfaßt, der eine ringförmige äußere Umfangsfläche aufweist, die mit einer Vielzahl von Zähnen ausgebildet ist, die parallel zu der Drehachse liegen, und daß der Drehkörper an seinem äußeren Ende mit einer Vielzahl von Klinken vorgesehen ist, die mit einem der Zähne in Eingriff treten, wobei die Zähne und die Klinken die Klinken-Rastmechanik bilden.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ein Paar von parallel mit Abstand angeordneten L-förmigen Wänden umfaßt, zwischen denen das Greifglied, der Zylinder und das Drehglied angeordnet sind, daß die Wände für diesen Rahmen einen kurzen Schenkel, in welchem das Greifglied angeordnet ist, und einen langen Schenkel bilden, in welchem der Zylinder angeordnet ist, daß das Drehglied zwischen den Schenkeln gelegen ist und daß der lange Schenkel ein Endteil aufweist, an welchem der Zylinder parallel zu den Wänden drehbar angebracht ist.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ein Paar von aufeinander zugerichteten, gebogenen Vorsprüngen umfaßt, die jeweils auf der Innenfläche der zugeordneten Wand ausge-• · · > r ■-3-bildet sind, und daß das Drehglied ein Paar von gebogenen Oberflächen aufweist, von denen jeder den zugeordneten der gebogenen Vorsprünge berührt.
- 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Federn in dem Drehglied vorgesehen ist und daß jede eine der Klinken gegen die äußere Oberfläche des Greifgliedes drückt bzw. vorspannt.
- 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Zähne so geformt sind, daß einer der Klinken mit einem der Zähne zum Drehen des Greifgliedes betriebsmäßig in Eingriff treten kann, wenn die Kolbenstange aus dem Zylinder vorgeschoben wird.
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