Werkzeug zum Spannen von Bolzen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Spannen von Bolzen, das insbesondere zum Festziehen und Losschrauben von Muttern auf Kopf schrauben und Stehbolzen geeignet ist, und insbe sondere bei grösseren Schrauben, wie sie beim Zu sammenbau der Teile grösserer Maschinen benutzt werden, und dort,
wo bestimmte Bolzenspannungen und Klemmwirkungen an zusammengeschraubten Teilen für das sichere Arbeiten der Maschine not wendig sind.
Es ist bekannt, für die genannten Zwecke Schrau benspanner mit kalibriertem Drehmoment zu benut zen. Doch kann deren Verwendung einen beträcht lichen Kräfteaufwand bedingen, und die Genauig keit, mit der die gewünschte Spannung an Bolzen und Mutter und das gewünschte Aneinanderpressen der verschraubten Bauteile erreicht wird, ist von der Genauigkeit abhängig, mit der die Reibung zwischen den Teilen berechnet werden kann, weicht doch diese Grösse in der Praxis in hohem Masse von den Wer ten ab, die sich aus theoretischen Überlegungen und den hinsichtlich Gegenstand und Material angenom menen Bedingungen ergeben.
Es ist das Ziel dieser Erfindung, ein Werkzeug zum Spannen von Bolzen zu schaffen, das bei Bol zen, auf die eine Mutter geschraubt ist, leicht ange wandt werden kann, um ein genaues Spannen der Bolzen zu erreichen und zu ermöglichen, dass die Mutter leicht und sicher angezogen oder gelöst wer den kann, wobei das Werkzeug nach Abschluss der Massnahmen unabhängig von der Mutter von dem Bolzen wieder abgenommen werden kann.
Nach der vorliegenden Erfindung ist das zum Spannen eines Bolzens bestimmte Werkzeug, der durch einen Bauteil hindurchgeht und eine aufge schraubte Mutter besitzt, um den Bauteil an einem Körper zu befestigen, an dem der Bolzen montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung mit Zylinder und Kolben vorgesehen ist, die einen Teil besitzt, der so geformt ist,
dass er über das Ende des Bolzens ragt und die Mutter beim Befestigen gegen den genannten Bauteil anliegen lässt, ferner gekennzeichnet durch Mittel, um Flüssigkeit unter Druck auf die Innenseite des Zylinders wirken zu lassen, so dass ein Druck aufgebaut wird, der den Kolben aus dem Zylinder zu drücken sucht, und durch Mittel, um die Einrichtung mit Zylinder und Kolben in wirksamer Verbindung mit dem Bolzen zu halten, zum Zwecke,
durch Zunahme des Flüssig keitsdruckes im Zylinder den Bolzen bis zu einem vorbestimmten Wert zu spannen und durch Anzie hen der Mutter diese Spannung aufrecht zu erhalten, oder durch Lockern der Mutter deren Abschrauben erleichtern zu können.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kolben mit einem axial sich erstreckenden Plun- ger ausgebildet sein, der sich durch das, innere Ende des Zylinders erstreckt und auf das Ende des zu spannenden Bolzens aufgeschraubt werden kann.
Das anschliessende Ende des Zylinders kann mit einem Randteil versehen sein, der den Bolzen mit genü gendem Spiel umgibt, so dass er auch über eine Mutter reicht, die auf den Balzen aufgeschraubt ist und der einen Anschlag bildet, gegen den der zu ver schraubende Bauteil gezogen wird, wenn Druckflüs, sigkeit in den Zylinder gelassen wird.
Der Randteil kann mit einer oder mehr Seitenöffnungen versehen sein, durch die hindurchgreifend die Mutter gegen die entsprechende Fläche des Bauteils angeschraubt werden kann.
Der Plunger kann bei solchen Werkzeugen hohl ausgebildet sein, so dass er Büchsen aufnehmen kann, die innen entsprechend mit Gewinde versehen sind, so dass die Werkzeuge bei Bolzen ganz ver schiedener Durchmesser benutzt werden können.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung kann mit zwei Zylindern versehen sein, die starr ne beneinander mit ihren geschlossenen Enden gegen eine Büchse anliegen, die innen ein Gewinde besitzt, um sie auf den zu spannenden Bolzen schrauben zu können.
Diese Kolben sind mit Plungern versehen, die sich von den Zylindern nach aussen erstrecken, um sich gegen den zu verschraubenden Bauteil an legen zu können und um über die Büchse wirkend eine Spannung des Bolzens zu bewirken, wenn Druckflüssigkeit zu den Zylindern zugelassen wird.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Zylinder einer Ausführungsform nach dieser Erfindung, mit einem Kolben im Aufriss ; Fig. 2 eine Ansicht bei Blick gegen das untere Ende der Anordnung nach Fig. 1 ; Fig. 3 teilweise im Schnitt eine Ansicht ähnlich Fig. 1, von einer weiteren Ausführungsform ;
Fig. 4 eine zusammengesetzte Ansicht des Werk- zeuges nach Fig. 3, wobei die linke Hälfte in Rich tung des Pfeiles A in Fig. 3 und die rechte Hälfte in Richtung des Pfeiles B in Fig. 3 gesehen ist, und Fig. 5 eine andere Ausführungsform für Fig. 1 mit Befestigung am Ende eines Stehbolzens.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Werkzeug enthält einen Kolben 1, der einen axial sich erstrek- kenden Plunger 2 aufweist, und einen Zylinder 3. Der Plunger 2 passt gleitend in die innere Bohrung des Zylinders 3 und ist im Innern bei 4 mit Gewinde versehen, so dass er auf das Ende eines nichtgezeig ten, zu spannenden Bolzens geschraubt werden kann. Ein Ölzulauf 5 ist in der Zylinderwand vorgesehen und kann an eine Quelle für hydraulischen Druck, z.
B. eine Handpumpe, angeschlossen werden, so dass gegen die Unterseite des Kolbens 1 ein Flüs sigkeitsdruck ausgeübt werden kann, um den Kolben 1 in Fig. 1 aufwärts zu drücken. Passende Abdicht- ringe 6, beispielsweise aus Neopren, sind um Kol ben und Plunger in Ausnehmungen des Zylinders vorgesehen.
Das beim Bolzen liegende, d. h. in Fig. 1 untere Ende des Zylinders besitzt einen in axialer Richtung vorstehenden Randteil, dessen Innendurchmesser ge nügend gross ist, so dass er über eine auf den Bol zen geschraubte Mutter reicht. Die Wand des Rand teils ist mit einer oder mehr Seitenöffnungen 8 ver sehen, durch die ein Schraubenschlüssel oder Hebel eingeführt werden kann, um die Mutter zu fassen.
Die Mutter kann dazu rund und mit einer Anzahl radialer Öffnungen für den Hebel versehen sein. Ein Kanal 9, der vom äuseren Ende des Kolbens durch diesen führt, ermöglicht das Entweichen der Luft, wenn der Kolben auf den Balzen geschraubt wird. Auf dem äusseren Ende des Kolbens kann, wie in Fig. 1 strichpunktiert gezeichnet ist, eine Mutter 10 sitzen, so dass der Kolben mittels eines Schrauben schlüssels oder eines anderen geeigneten Werkzeugs gedreht werden kann.
In der Praxis werden Bolzen und Mutter mit den zusammenzuschraubenden Teilen zusammengebaut, und der Kolben wird auf den Bolzen aufgeschraubt, indem entweder der ganze Zylinder, der auf den Dichtungsringen ruht und den Kolben infolge Rei bung mitnimmt, gedreht wird, oder indem durch ein passendes Werkzeug, das an der Mutter 10 angreift, der Kolben so weit gedreht wird, bis das Ende des Randteils gegen einen der zusammenzuschraubenden Teile anliegt.
Alsdann wird Flüssigkeit unter Druck durch den Ölzulauf 5 in den Zylinder gedrückt, so dass Kolben und Plunger nach aussen gedrückt wer den, um so einen Zug auf den Bolzen auszuüben. Es ist ersichtlich, dass das Ende des Randteils 7 einen Anschlag bildet, gegen den der genannte, zu sammenzuschraubende Teil gezogen wird, wenn der Bolzen gespannt wird. Da die Grösse der Angriffs fläche der Flüssigkeit am Kolben bekannt ist, kann der Öldruck, der notwendig ist, um eine bestimmte Spannung im Bolzen zu erreichen, leicht berechnet werden.
Sobald dieser Wert erreicht ist, kann die Mutter bequem von Hand oder mittels eines Werk- zeuges, das durch eine der Öffnungen 8 eingeführt wird, bis an die Oberfläche des genannten, zusam menzuschraubenden Teils geschraubt werden, wäh rend die Spannung im Bolzen durch den Druck mit Sicherheit aufrecht erhalten wird. Wenn der Druck im Zylinder abgelassen wird, übernehmen die Mut ter und der verschraubte Teil den Druck für die Spannung im Bolzen.
Damit die Vorrichtung bei Bolzen verschiedener Grösse verwendet werden kann, kann der Plunger 2 hohl ausgebildet sein und Büchsen aufnehmen, die innen mit Gewinde versehen sind, um so eine An passung an die verschiedenen Bolzendurchmesser zu ermöglichen.
Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine Ausfüh rungsform, die zwei Kolben 21 umfasst, die neben einander in einem Zylinderblock 23 in einer Weise angeordnet sind, dass sie auf diametral gegenüber liegende Seiten des zu spannenden Bolzens zu liegen kommen. Die Kolben 21 sind mit Plungern 22 und Abdichtringen 26 versehen. Das Druckfluid wird durch Öffnungen 25 zu den Zylindern zugelassen. Am Ende eines jeden Zylinders 23 ist ein Haltering 30 befestigt, um jeden Kolben 21 in seinem Zylinder 23 zu halten.
Der Zylinderbock 23 kann eine Büchse 31 zwi schen den Zylindern aufweisen, die innen bei 24 mit Gewinde versehen ist, das zu dem Gewinde des zu spannenden Bolzens passt. Eine Platte 32 ist am Zy linderbock befestigt und liegt gegen eine Schulter der Büchse 31 an, um sie in Stellung zu halten. Ein für das Auftreten der Luft bestimmter Kanal 29, der dem Kanal 9 in Fig. 1 entspricht, ist beim einen Ende der Büchse 31 in dieser vorgesehen. Nach Abnahme der Platte 32 kann die Büchse 31 gegen eine solche mit abweichendem Gewinde ausgetauscht werden.
Die Verwendung des in Fig. 3 gezeigten Werk- zeuges erfolgt ähnlich wie bei dem in Fig. 1 darge stellten Werkzeug und lässt sich leicht aus der ge gebenen Beschreibung herleiten. Bolzen und Mutter werden mit den zusammenzuschraubenden Teilen zu sammengebaut, wobei die Mutter gegen den Teil an liegt, durch den der Bolzen hindurchgeht.
Die Büchse 31 wird auf das Ende des Bolzens aufge schraubt und die Spannung des Bolzens dadurch bewirkt, dass die Plunger 22 aus dem zugehörigen Zylinder herausbewegt werden, bis sie gegen den Teil anliegen, durch den der Bolzen hindurchgeht. Diese Ausführungsform besitzt besondere Vorteile für Kupplungsbolzen, da sie radial zur Kupplung weniger Raum beanspruchen als die Ausführungs- form der Fig. 1.
Es leuchtet ein, dass das hier beschriebene Spann werkzeug auch mit Vorteil verwendet werden kann, um in Umkehrung des Verfahrens Muttern von ihren Bolzen zu lösen. Ein solcher Bolzen kann unter Zug spannung gesetzt und gehalten werden, während die Mutter genügend gelockert wird, um sie abzuschrau ben, nachdem die Zugspannung wieder weggenom men ist.
Konstruktive Abänderungen können durch den Fachmann getroffen werden, ohne dadurch den Be reich der beschriebenen Erfindung zu verlassen. Bei spielsweise kann der Ölzutritt 5 in Fig. 1 statt, wie gezeigt in der Zylinderwand, im Kolben bei einem Radius vorgesehen sein, der grösser ist als der Ra dius des Plungers 2. Der Haltering 30 (Fig. 3) kann durch eine oder mehr Halteplatten ähnlich der Platte 32 ersetzt sein, wie auch diese Platte 32 durch einen entsprechenden Haltering ersetzt sein kann.
Die Öl- pumpe kann üblicherweise direkt am Spannwerkzeug befestigt sein ; doch kann sie auch über einen flexi blen Schlauch kleiner Bohrung und eventuell grosser Länge an das Werkzeug angeschlossen sein.
In der in Fig. 5 schematisch dargestellten Kon struktion erstreckt sich der Kolben 1 mit dem Flansch 11 radial quer über den Kopf des Zylinders 3 und besitzt einen ringförmigen Flansch 1l', der aussenseitig über den Zylinder gleitet. Eine Ölzulei- tung 5' ist mit dem Zylinderraum verbunden. Das Werkzeug ist im Betrieb an einen Stehbolzen 12 ge zeigt, der mit einem Stück 13, mit dem der Teil 14 verschraubt werden soll, aus einem Stück besteht. Der Stehbolzen reicht mit Spiel durch den Teil 14 und besitzt eine darauf geschraubte Festklemmutter 15.
Der Stehbolzen ist infolge der durch den Rand teil 7 des Zylinders 3, der sich gegen die Oberfläche des Teils 14 anlegt, verursachten Wirkung im Zu stande der Spannung. Die Mutter 15 kann bequem bis zum Anliegen an den Teil 14 heruntergeschraubt werden, um die Spannung zu übernehmen, wenn der Druck im Zylinder abgelassen wird.
Die Beziehung zwischen Zugspannung und Öl- druck hängt von den Dimensionen der verwendeten Vorrichtung ab. Beispielsweise kann in, einer brauch-, baren Konstruktion eine Bolzenspannung von 3.500 kg/cm- einen Öldruck von etwa 1400 kg/cm2 erforderlich machen, dessen Erreichen technisch keine Schwierigkeiten bietet.
Aus dem Vorausgehenden ergibt sich, dass die vorliegende Erfindung ein Werkzeug schafft, das leicht verwendet werden kann, um einen Bolzen, der eine Mutter trägt, zu spannen, damit die Mutter angezogen oder gelockert werden kann. Nach Be nutzung des Werkzeuges für einen Bolzen kann es leicht abgenommen werden und im Zusammenhang mit einem anderen Bolzen Verwendung finden, wäh rend das bei Spannvorrichtungen, die einen Teil der zusammengebauten Mutter mit Bolzen bilden, nicht der Fall ist.
Tool for tensioning bolts The present invention relates to a tool for tensioning bolts, which is particularly suitable for tightening and unscrewing nuts on the head and stud bolts, and in particular special with larger screws, as they are used when assembling the parts of larger machines , and there,
where certain bolt tensions and clamping effects on screwed-together parts are necessary for the safe working of the machine.
It is known to use zen for the purposes mentioned screw clamps with calibrated torque. However, their use can require considerable effort, and the accuracy with which the desired tension on the bolt and nut and the desired pressing of the bolted components is achieved depends on the accuracy with which the friction between the parts can be calculated , but in practice this value deviates to a large extent from the values that result from theoretical considerations and the conditions assumed with regard to object and material.
It is the object of this invention to provide a tool for tensioning bolts that can be easily applied to bolts on which a nut is screwed to achieve precise tensioning of the bolts and to enable the nut to be easily tightened and who can be safely tightened or loosened, with the tool being able to be removed again from the bolt after the measures have been completed, regardless of the nut.
According to the present invention, the tool for tensioning a bolt which passes through a component and has a screwed nut to fasten the component to a body on which the bolt is mounted, characterized in that a device with cylinder and Piston is provided which has a part which is shaped so as to
that it protrudes over the end of the bolt and allows the nut to rest against said component when fastening, further characterized by means for allowing liquid to act under pressure on the inside of the cylinder, so that a pressure is built up which the piston from the Seeks to push the cylinder, and by means of keeping the device with cylinder and piston in effective communication with the bolt, for the purpose of
to tighten the bolt up to a predetermined value by increasing the liquid pressure in the cylinder and to maintain this tension by tightening the nut, or to be able to facilitate unscrewing it by loosening the nut.
In one embodiment of the invention, the piston can be designed with an axially extending plunger which extends through the inner end of the cylinder and can be screwed onto the end of the bolt to be clamped.
The adjoining end of the cylinder can be provided with an edge part that surrounds the bolt with sufficient play so that it also extends over a nut that is screwed onto the bolt and that forms a stop against which the component to be screwed is pulled when pressure fluid is let into the cylinder.
The edge part can be provided with one or more side openings through which the nut can be screwed against the corresponding surface of the component.
The plunger can be made hollow in such tools so that it can accommodate bushings that are internally threaded accordingly, so that the tools can be used with bolts of completely different diameters.
A second embodiment of the invention can be provided with two cylinders which rest rigidly ne next to each other with their closed ends against a bushing which has a thread inside so that it can be screwed onto the bolt to be clamped.
These pistons are provided with plungers which extend outward from the cylinders in order to be able to place themselves against the component to be screwed and in order to effect tension on the bolt via the bushing when hydraulic fluid is admitted to the cylinders.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in the accompanying drawing. 1 shows an axial section through the cylinder of an embodiment according to this invention, with a piston in elevation; Fig. 2 is a view looking towards the lower end of the arrangement of Fig. 1; 3 shows a view similar to FIG. 1, partly in section, of a further embodiment;
4 shows an assembled view of the tool according to FIG. 3, the left half being seen in the direction of arrow A in FIG. 3 and the right half in the direction of arrow B in FIG. 3, and FIG Another embodiment for Fig. 1 with attachment to the end of a stud bolt.
The tool shown in FIGS. 1 and 2 includes a piston 1, which has an axially extending plunger 2, and a cylinder 3. The plunger 2 slidably fits into the inner bore of the cylinder 3 and is inside at 4 with Provided thread so that it can be screwed onto the end of a not shown th bolt to be tightened. An oil inlet 5 is provided in the cylinder wall and can be connected to a source of hydraulic pressure, e.g.
B. a hand pump can be connected, so that a liq fluid pressure can be exerted against the underside of the piston 1 in order to push the piston 1 in FIG. 1 upwards. Matching sealing rings 6, for example made of neoprene, are provided around the piston and plunger in recesses in the cylinder.
The next to the bolt, d. H. In Fig. 1, the lower end of the cylinder has an axially protruding edge part, the inner diameter of which is ge sufficiently large so that it extends over a nut screwed onto the Bol zen. The wall of the edge part is seen with one or more side openings 8 ver through which a wrench or lever can be inserted to grasp the nut.
The nut can be round and provided with a number of radial openings for the lever. A channel 9, which leads from the outer end of the piston through the latter, allows the air to escape when the piston is screwed onto the balancer. A nut 10 can sit on the outer end of the piston, as is shown in phantom in FIG. 1, so that the piston can be turned by means of a spanner or another suitable tool.
In practice, the bolt and nut are assembled with the parts to be screwed together, and the piston is screwed onto the bolt either by rotating the entire cylinder, which rests on the sealing rings and entrains the piston as a result of friction, or by using a suitable tool , which engages the nut 10, the piston is rotated until the end of the edge part rests against one of the parts to be screwed together.
Then liquid is pressed under pressure through the oil inlet 5 into the cylinder, so that the piston and plunger are pressed outwards in order to exert a pull on the bolt. It can be seen that the end of the edge part 7 forms a stop against which said part to be screwed together is pulled when the bolt is tightened. Since the size of the contact surface of the liquid on the piston is known, the oil pressure that is necessary to achieve a certain tension in the bolt can easily be calculated.
As soon as this value is reached, the nut can conveniently be screwed by hand or by means of a tool that is inserted through one of the openings 8 to the surface of the said part to be screwed together, while the tension in the bolt is caused by the pressure is maintained with certainty. When the pressure in the cylinder is released, the nut and the screwed part take over the pressure for the tension in the bolt.
So that the device can be used with bolts of different sizes, the plunger 2 can be made hollow and can accommodate bushes which are internally threaded so as to allow an adaptation to the different bolt diameters.
3 and 4 illustrate an Ausfüh approximate form comprising two pistons 21 which are arranged next to each other in a cylinder block 23 in such a way that they come to lie on diametrically opposite sides of the bolt to be clamped. The pistons 21 are provided with plungers 22 and sealing rings 26. The pressurized fluid is admitted to the cylinders through openings 25. A retaining ring 30 is attached to the end of each cylinder 23 in order to hold each piston 21 in its cylinder 23.
The cylinder block 23 may have a bushing 31 between the cylinders, which is provided on the inside at 24 with a thread that fits the thread of the bolt to be tightened. A plate 32 is attached to the cylinder bracket Zy and rests against a shoulder of the sleeve 31 to hold it in position. A channel 29 intended for the appearance of the air, which corresponds to the channel 9 in FIG. 1, is provided at one end of the sleeve 31 therein. After removing the plate 32, the sleeve 31 can be exchanged for one with a different thread.
The tool shown in FIG. 3 is used in a manner similar to that of the tool shown in FIG. 1 and can easily be derived from the description given. The bolt and nut are assembled with the parts to be screwed together, with the nut resting against the part through which the bolt passes.
The sleeve 31 is screwed onto the end of the bolt and the tension of the bolt is effected in that the plungers 22 are moved out of the associated cylinder until they rest against the part through which the bolt passes. This embodiment has particular advantages for coupling bolts, since they take up less space radially to the coupling than the embodiment of FIG. 1.
It is obvious that the clamping tool described here can also be used to advantage to loosen nuts from their bolts in the reverse of the process. Such a bolt can be put under tension and held under tension while the nut is loosened enough to unscrew it after the tension is removed again.
Design changes can be made by those skilled in the art without thereby departing from the scope of the invention described. For example, the oil inlet 5 in Fig. 1 instead of, as shown in the cylinder wall, be provided in the piston with a radius which is greater than the radius of the plunger 2. The retaining ring 30 (Fig. 3) can be provided by one or more Retaining plates similar to the plate 32 can be replaced, as this plate 32 can also be replaced by a corresponding retaining ring.
The oil pump can usually be attached directly to the clamping tool; however, it can also be connected to the tool via a flexible hose with a small bore and possibly a great length.
In the construction shown schematically in Fig. 5, the piston 1 extends with the flange 11 radially across the head of the cylinder 3 and has an annular flange 1l 'which slides on the outside of the cylinder. An oil supply line 5 'is connected to the cylinder space. The tool is shown in operation on a stud bolt 12, which consists of one piece with a piece 13 to which the part 14 is to be screwed. The stud bolt extends through part 14 with play and has a locking nut 15 screwed onto it.
The stud bolt is due to the by the edge part 7 of the cylinder 3, which rests against the surface of the part 14, caused effect in the state of tension. The nut 15 can be easily screwed down until it rests against the part 14 in order to take over the tension when the pressure in the cylinder is released.
The relationship between tension and oil pressure depends on the dimensions of the device used. For example, in a usable construction, a bolt tension of 3,500 kg / cm2 may require an oil pressure of around 1400 kg / cm2, the achievement of which presents no technical difficulties.
From the foregoing, it will be seen that the present invention provides a tool which can easily be used to tension a bolt carrying a nut so that the nut can be tightened or loosened. After using the tool for a bolt, it can be easily removed and used in conjunction with another bolt, while this is not the case with clamping devices that form part of the assembled nut with bolts.