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Überlast-Brucheicherung für Zuganker mit Druckmutter, insbesondere in ständerlosen Walzgerüste
In Schraubverbindungen ist es bekannt, zum Schutze irgendwelcher Maschinenteile, die von der
Schraubverbindung zusammengehalten werden, im Schraubenbolzen eine Sollbruchstelle vorzusehen, die bei einer bestimmten Überlast bricht. Der Schraubenbolzen muss dann wieder ersetzt werden. Bei schwe- ren Zugankern, wie sie beispielsweise in ständerlosen Walzgerüsten zum Verbinden der unteren und obe- ren Einbaustücke für die Walzen verwendet werden, wäre eine solche Überlastsicherung wirtschaftlich untragbar, nicht nur, weil die teuren Zuganker ersetzt werden müssten, sondern auch wegen des Zeitver- lustes und der Umständlichkeit beim Einbau neuer Zuganker.
Anderseits kann man bei Walzgerüste auf eine Überlastsicherung normalerweise nicht verzichten.
Bei Gerüsten mit Walzenständer ist es einfach, zwischen der Druckspindel und dem zugehörigen Einbau- stück einen sogenannten Brechtopf anzuordnen, der bei überhöhter Druckbeanspruchung zu Bruch geht.
Die Bruchlast streut aber stark und ist auch schwer zu berechnen, weswegen sie meist auch durch Versuche ermittelt wird. Da die Zugquerschnitte der Gerüstständer ausreichend bemessen werden können und demgemäss nicht allzu hoch beansprucht sind, kommt es hier auf eine genaue Ermittlung der Bruchlast gar nicht an. Es ist zu erwähnen, dass es zum Stande der Technik gehört. Brechglieder in Überlastsiche- rungen als leicht lösbare, d. h. leicht auswechselbare Teile auszubilden, beispielsweise bei Wellenverbindungen zur Sicherung gegen ein zu grosses Drehmoment.
Die Erfindung geht jedoch darauf aus, eine auf Zug beanspruchte Sollbruchstelle im Kräfteverlauf zwischen den beiden Druckmuttern oder einer Druckmutter und einem Auflagekopf eines Zugankers vorzusehen, wie es bei kleineren Schraubenbolzen gehandhabt wird. Die Bruchlast eines gezogenen Querschnittes ist verhältnismässig sicher vorauszuberechnen. Es muss dabei die Aufgabe gelöst werden, dass bei einem Bruch der Zugankerverbindung infolge einer Überlast nicht der ganze Zuganker ersetzt werden muss.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, die Sollbruchstelle an einem Ende des Zugankers in einem mit dem Zuganker lösbar befestigten Teil vorzusehen, der den Zug auf eine Druckmutter oder den Auflagekopf des Zugankers überträgt. Hiedurch wird erreicht, dass stets nur der lösbare Teil bricht, der leicht ersetzt und vorzugsweise durch Einschrauben mit dem Zuganker zu verbinden ist und gewissermassen einen Teil des Zugankers bildet.
Der lösbare Reissbolzen kann unmittelbar oder über ein Verlängerungsstück des Zugankers mittelbar in den Zuganker eingesetzt sein. Handelt es sich um einen hohlen, durch inneren hydraulischen Druck dehnbaren Zuganker, so kann ein Verschlussstopfen des Zugankerrohres zum Reissbolzen oder Verlängerungsstück ausgebildet sein.
Bei einer bekannten Anstellvorrichtung für ständerlose Walzgerüste werden die Druckmuttern durch den Verstellantrieb relativ zu den Gewindeteilen der Zuganker in beiden Drehrichtungen verstellt. Wenn die Betätigung der Druckmuttern noch unter einer Restspannung erfolgt, so besteht bei der bisher beschriebenen Überlastsicherung gemäss der Erfindung die Gefahr, dass bei der einen Drehrichtung der Druckmutter der eingeschraubte Reissbolzen mitgenommen und unbeabsichtigt gelöst wird.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird die Überlast-Bruchsicherung gemäss der Erfindung in
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der Weise weiter entwickelt, dass ein in das Zuganker-Ende eingesetztes Verlängerungsstück auf einem zylindrischen Teil eine übergestreifte Gewindehülse mit äusserem Muttergewinde für die Druckmutter gleitbeweglich führt, wobei die Gewindehülse an ihrer inneren Stirnfläche über eine Stirnverzahnung mit dem Zuganker drehfest gekuppelt ist und sich mit ihrer äusseren Stirnfläche am Kopf des in das Verlänge- I rungsstück eingeschraubten Reissbolzens abstützt, so dass sie zugfest mit dem Zuganker verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung der Bruchsicherung ergeben sich eine Reihe von Vorteilen.
Zunächst wirkt sich eine
Verstellung der Druckmutter auf eine Gewindebefestigung des die Sollbruchstelle tragenden Teiles nicht mehr aus, da die Druckmutter auf einer Gewindehülse sitzt, die sich drehfest unmittelbar auf dem Zug- anker abstiltzt. Das Verlängerungsstück samt seinem zylindrischen Teil bleibt stets an Ort und Stelle. Der die Sollbruchstelle tragende Reissbolzen, der nach jedem Bruch ausgewechselt werden muss, ist verhält- nismässig klein ; sein Ersatz verursacht nur geringfügige Kosten. Wesentlich ist ferner, dass die Gewinde- hülse mit dem teuren Sägengewinde für die Druckmutter kein Teil mehr ist, der ersetzt werden muss.
Die Druckmutter braucht auch nicht mehr nach jedem Ansprechen der Bruchsicherung von ihrem Gegen- stück abgeschraubt und auf ein neues Gegenstück aufgeschraubt zu werden, was bei schweren Druckmut- tem schwierig wäre.
Ausser für ständerlose Walzgerüste werden Zuganker auch für geteilte Walzenständer, sogenannte
Kappenständer, verwendet. Beim Walzenausbau wird der obere Bauteil, die Kappe, abgehoben, weswe- gen normalerweise die Druckmutter abgeschraubt werden musste. Bei der bisher beschriebenen Anordnung könnte der Reissbolzen herausgeschraubt werden, wonach dann die schwere Druckmutter samt der Gewin- dehülse gleichzeitig mit der Kappe abgehoben werden könnte.
Um diesen Effekt zu erhalten und den
Reissbolzen eingeschraubt lassen zu können, sieht die Erfindung vor, dass zwischen dem Kopf des die Soll- bruchstelle tragenden Schraubenbolzens und der Gewindehülse ein geteilter Stützring einsetzbar ist, wo- bei der Innendurchmesser der Gewindehülse grösser als der Durchmesser des äussersten, gegen den geteil- ten Stützring anliegenden Kopfteiles des Reissbolzens ist.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Bruchsicherungen für rohrförmige Zuganker dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Zuganker-Ende mit Reissbolzen und Fig. 2 eine Verbesserung der Anordnung nach Fig. 1, um den oberen, vom Zuganker verspannten Bauteil schnell und leicht nach oben abziehen zu können.
Beide Darstellungen zeigen das obere Ende eines rohrförmigen Zugankers l, dessen Hohlraum durch einen Verschlussstopfen 2 abgeschlossen ist. Gegen die untere Stirnfläche des Verschlussstopfens 2 liegt ein Kernbolzen 3 an, der im Bereich des unteren, nicht gezeichneten Zuganker-Endes von einem hy- draulischen Druckmittel gegen den Verschlussstopfen 2 gedrückt werden kann, um das Zugankerrohr 1 zu längen und eine Vorspannung des Systems zu beseitigen. Dann kann die Druckmutter 4 leicht verstellt werden.
Bei den bisher bekannten Zuganker-Konstruktionen dieser Art sitzt die Druckmutter unmittelbar auf dem oberen Ende des Zugankers l. Um eine auf Zug beanspruchte Sollbruchstelle als Überlast-Bruchsi- cherung für Zuganker zu schaffen, bei der nach jedem Bruch nur ein kleiner, leicht ein-und ausschraubbarer Teil ausgewechselt zu werden braucht, ist der Verschlussstopfen 2 zu einer zylindrischen Verlänge- rung 2a zur Führung einer Gewindehülse 5 ausgebildet, auf die die Druckmutter 4 aufgeschraubt wird.
Damit sich die Gewindehülse 5 beim Verstellen der Druckmutter 4 nicht mitdreht, ist sie an ihrer unte- ren Stirnfläche mit Kuppelzähnen 5a versehen, die in entsprechende Gegenzähne der oberen Stirnfläche des Zugankerrohres 1 eingreifen (Fig. 1).
In Fig. 2 sind die Gegenzähne an einem besonderen Teil 7b angeordnet. Durch einen kleinen Schraubenbolzen 6, der in der Verlängerung 2a des Verschlussstopfens 2 als weitere Verlängerung einschraubbar ist, wird die Gewindehals 5 zugfest mit dem Zugankerrohr 1 verbunden, u. zw. in Fig. 1 unmittelbar und in Fig. 2 mittelbar über einen eingelegten, geteilten Ring 11. Der Kraftfluss verläuft demgemäss vom Maschinenteil 7, der durch die Zuganker-Anordnung verspannt wird, über die Druckmutter 4, die Gewindehülse 5, den Schraubenbolzen 6, die Verlängerung 2a des Verschlussstopfens 2 und diesen selbst in den Zuganker 1.
An der Stelle 6a des Schraubenbolzens 6 ist eine Einschnürung vorgesehen, die die Sollbruchstelle darstellt. Die Dehnlänge dieser Sollbruchstelle ist gegenüber der Gesamtlänge des Zugankers verschwindend klein, so dass sie kaum einen Einfluss auf die Gesamtdehnung des Zugankers hat.
Wird bei einer Überlast die vorberechnete Bruchlast an der Sollbruchstelle erreicht und überschritten, so reisst der Kopf 6b des Reissbolzens 6 ab, wodurch die Gewindehülse 5 samt der Druckmutter 4 gelockert wird. Beide Teile können - ohne voneinandergeschraubt zu werden-an Ort und Stelle verbleiben. wenn ein neuer Reissbolzen 6 eingesetzt werden soll. Zum Lösen des abgebrochenen Schrauben-
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schaftes ist dieser unterhalb der Sollbruchstelle 6a mit einem Bund 6c ausgebildet (Fig. 1), in dessen
Einschnitte stirnseitig vorstehende Zapfen eines Rohrschlüssels passen, der von oben in die Gewindehülse
5 eingeführt werden kann, wenn der obere Kopfteil des Reissbolzens entfernt ist.
Mit 8 bzw. 9 sind Abfla- chungen an der zylindrischen Verlängerung 2a des Verschlussstopfens 2 bzw. am Schraubenkopf 6b des Reissbolzens 6 bezeichnet, die zum Angriff von Gabelschlüsseln dienen.
Das Beispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich im wesentlichen lediglich durch die Zwischenschaltung des geteilten Ringes 11 zwischen die Gewindehülse 5 und den Kopf 6b des Reissholzens 6. Der Ring wird durch eine ringförmige Zugfeder lla zusammengehalten. Mit 10 ist die Säule eines Walzgerüstes be- zeichnet, gegen das die Kappe 7 verspannt ist. Der Teil 7 kann auch ein Einbaustück der Oberwalze eines ständerlosen Walzgerüstes und der Teil 10 ein in der Höhe verstellbares Distanzstück sein.
Die Erfindung besteht darin, dass die Abmessungen so gewählt sind, dass sich die Hülse 5 samt Mut- ter 4 und dem Teil 7 nach Entfernung des geteilten Ringes 11 über den äussersten Kopfteil 6b abziehen lässt. Hiezu ist der Innendurchmesser der Hülse 5 grösser als der Durchmesser dieses äussersten, gegen den geteilten Stützring 11 anliegenden Kopfteiles 6b.
Die Schraubverbindung nach Fig. 2 wird wie folgt zusammengebaut :
Der Teil 7, zusammen mit der Hülse 5 und der aufgeschraubten Druckmutter 4, wird von oben über den Zuganker 1 mit eingesetztem Reissbolzen 6 übergestreift. Die Hülse 5 schiebt sich dabei auf die zy- lindrische Führung 2a des Verschlussstopfens 2. Es muss dabei darauf geachtet werden, dass die Stirnver- zahnung 5a in Eingriff kommt. Der gleichzeitige Ein- und Ausbau der Teile 7,4 und 5 ist leicht, weil die Druckmutter 4 in der Aussenkung 7a des Teiles 7 zentriert ist. Die Druckmutter wird so verstellt, dass die Hülse 5 tief genug zu liegen kommt, um den geteilten Ring 11 einsetzen und befestigen zu können.
Dann wird der Zuganker 1 in bekannter Weise hydraulisch gedehnt und die Druckmutter 4 spielfrei angezogen. Nach Ablassen des hydraulischen Druckes will sich der Zuganker 1 verkürzen, wodurch das System 7, 10 unter eine gewünschte Vorspannung kommt. Zum Abheben der Kappe 7 bei einem Walzenwechsel wird umgekehrt verfahren.
Die Erfindung ist nicht daran gebunden, dass der Zuganker 1 durch inneren hydraulischen Druck dehnbar ist. Der Spanndruck kann auch anders, z. B. durch mechanisches Anziehen der Druckmutter 4, hervorgerufen werden. Ferner bedarf es der Druckmutter 4 und der Hülse 5 in Fig. 2 nicht, wenn immer die gleiche Vorspannung eingestellt werden kann. In diesem Falle stützt sich der geteilte Ring 11 unmittelbar am Bauteil 7 ab. Die Druckmutter 4 ist aber unumgänglich, wenn der Teil 10 ein in der Höhe verstellbarer Teil ist. Dann muss die Druckmutter 4 der Verstellbewegung des Teiles 7 folgen können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Überlast-Bruchsicherung für Zuganker mit Druckmuttern, insbesondere in ständerlosen Walzgerüsten, mit einer auf Zug beanspruchten Sollbruchstelle im Kräfteverlauf zwischen den beiden Druckmuttern oder einer Druckmutter und einem Auflagekopf des Zugankers, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (6a) an einem Ende des Zugankers (l) in einem mit dem Zuganker lösbar befestigten Teil (6) vorgesehen ist, der den Zug auf eine Druckmutter (4) oder den Auflagekopf überträgt.