CN108502751B - 螺栓连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺栓连接装置，包括两个螺栓，所述两个螺栓旋转地固定并通过主轴元件彼此连接，其中：第一螺栓通过螺纹接合与所述主轴元件的相应螺纹相连接；所述主轴元件围绕其中心纵向轴线旋转导致所述第一螺栓沿着所述纵向轴线移动；并且第二螺栓以固定的轴向位置旋转地安装在所述主轴元件上。本发明还涉及一种包括这种螺栓连接装置的起重机吊臂头，用于将桁架桅顶螺栓连接到头部适配器上。

Description

螺栓连接装置

技术领域

本发明涉及一种用于将起重机部件彼此螺栓连接的螺栓连接装置。本发明还涉及一种包括这种螺栓连接装置的起重机吊臂头。

背景技术

当安装起重机时，单独的起重机部件通常通过螺栓彼此连接。一种非常广泛使用的解决方案是将基本上圆柱形的螺栓敲入要连接的部件中的专用插座中，和/或在使用后再将它们敲出。然而，这种非常简单的解决方案要求相应的螺栓插座很容易敲打到达，这在更复杂和紧凑的设计中并不总是可以实现。为了能够在难以到达的位置或在有限的空间内进行螺栓连接，其中螺栓通过液压、气动或机械压入或从其插座中再次取出的螺栓连接系统已被证明是有价值的。

因此，例如，US8522988B2、US2004/0104192A1、US4141455B1或DE2007050U1示出的机械解决方案，其中两个相对的螺栓可以通过旋转位于它们之间并且包括螺纹的元件而彼此远离地移动并且因此而被压入到相应的螺栓插座中，而反向地致动元件可以将螺栓再次从其插座中驱出。所有这些解决方案的共同之处在于，位于螺栓之间的中心元件包括与螺栓直接啮合或者间接与耦合元件啮合的两个反向旋转螺纹，使得当位于螺栓之间的元件旋转时，螺栓以对称的运动彼此离开或朝向彼此移动。

取决于栓接装置的尺寸和所使用的配合类型，在螺栓和专用插座之间的接触点处可能产生非常大的摩擦力，其中所述力可以通过任何污垢或污物额外地增加。也不可能完全排除螺栓相对于彼此“扭转”到一定程度的可能性，这另外增加了移动螺栓所需的力。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械螺栓连接装置，其中与先前已知的解决方案相比，螺栓连接和拧松所需的力减小到临界程度。

该目的通过独立权利要求1的主题来解决，其中从属权利要求限定了本发明的优选实施方式。

因此，根据本发明的螺栓连接装置，包括两个螺栓，这两个螺栓旋转地固定并通过主轴元件相互连接，其中：第一螺栓通过螺纹接合与所述主轴元件的相应螺纹相连接；所述主轴元件围绕其中心纵向轴线的旋转使得所述第一螺栓沿着所述纵向轴线移动；并且第二螺栓以固定的轴向位置旋转地安装在所述主轴元件上。

换言之，根据本发明的螺栓连接装置，包括两个不能旋转的螺栓，与可围绕其中心纵向轴线旋转运动的主轴相反，即所述螺栓相对于旋转的所述主轴旋转地固定。这种布置的目的是在主轴围绕其中心纵向轴线旋转时，螺栓之间的距离是变化的。然而，两个螺栓中只有一个螺栓通过直接或间接与主轴的螺纹啮合并且在主轴旋转时平行于或甚至在中心纵轴线上移动而改变其相对于主轴的轴向位置。相反，第二螺栓在主轴旋转时相对于主轴保持在其固定的轴向位置，因为其通过旋转轴承连接到主轴。

这单独证明了根据本发明的解决方案相对于先前已知的解决方案的优点：现有技术的解决方案采用反向旋转的螺纹以实现螺栓的对称运动，而本发明特别针对螺栓相对于主轴元件的不对称或“单侧”运动。假设使用相同的螺距，由此推断，螺栓之间的距离的变化对于主轴的预定转数减半，这又意味着为此目的以及将通过主轴施加的力矩减半。如下面将更详细地解释的那样，用于螺栓连接和拧松所需的启动力因此被减小到临界程度。

根据一种优选实施方式，主轴元件相对于螺栓同轴地布置，其中主轴元件具有与两个基本上圆柱形的螺栓相同的中心纵向轴线。因此可以设想，所述主轴元件构造为套筒形式，所述套筒在周向上包围至少一个螺栓，其中能够相对于所述主轴元件平移的所述螺栓与所述套筒的内螺纹啮合。但是，相反也可以考虑的是，主轴元件基本上构造成进入两个螺栓中的至少一个的螺杆，其中能够平移的螺栓与螺杆的外螺纹啮合。在这两种情况下，平移固定的螺栓可以在主轴元件的一端旋转地联接到主轴上。作为同轴主轴元件的替代，主轴元件也可以相对于例如彼此同轴布置的螺栓偏移布置，尽管螺栓然后经由例如径向远离主轴延伸的相应中间元件联接到主轴。

根据另一种优选的实施方式，螺栓连接装置相对于至少一个待螺栓连接的元件浮动地安装，特别是安装在所述元件上。然后，螺栓连接装置可以保持在待螺栓连接的元件之一上，例如在拧松之后，其中还确保螺栓被驱动进入和/或离开其两侧的相应插座，应该注意的是，根据相对的螺栓连接位置之间的摩擦力的差异，受到较低摩擦力的螺栓首先插入并再次撤回。

根据本发明的另一优选实施方式，第一螺栓包括第一保持元件，并且第二螺栓包括第二保持元件，所述保持元件将相应的螺栓相对于主轴元件旋转地固定。这些保持元件也可用于将第一螺栓和第二螺栓以及因此整个螺栓连接装置相对于待螺栓连接的至少一个元件浮动地安装。所述保持元件因此可以例如径向延伸离开相应的螺栓并且可以与螺栓一起被支撑在静止结构上，以便防止螺栓绕其纵向轴线旋转。例如，如果所述静止结构包括用作引导槽并且平行于主轴的纵向轴线延伸的细长孔，则与细长孔接合的保持元件可以支撑在细长孔的侧面上，但仍沿着细长孔具有平移自由度。

根据另一种实施方式，第一螺栓包括第一衬套，该第一衬套旋转地固定连接至所述螺栓并提供与主轴元件的相应螺纹，特别是外螺纹的螺纹啮合。为了将衬套旋转地固定连接到螺栓上，其例如可以榫接或拧到螺栓上或者粘接到螺栓中。在修理的情况下，更换这样的衬套比更换整个螺栓更具成本效益，其中，如果选择合适的材料，例如黄铜衬套，则设置在螺栓和主轴元件之间的螺纹副的运行特性被改进并且所需的致动力继而减小。

类似地，旋转地安装在主轴上的螺栓同样可以包括例如与主轴元件旋转地固定连接的衬套。在这种情况下，衬套和螺栓之间会发生相对运动。

第二螺栓也可以在轴向两侧包围第二衬套，使得所述衬套在螺栓连接和拧松的过程中可以支撑在螺栓上。

为了组装螺栓连接装置，第二螺栓可以包括沿径向方向延伸的空腔，衬套可以通过该空腔插入螺栓中。此外，第二衬套还可以包括内螺纹，该内螺纹对应于主轴元件的外螺纹，尤其是相同的外螺纹。一旦第二衬套插入到第二螺栓中，其在第二螺栓中的位置就可以被固定，使得衬套仅具有一个旋转自由度。此外，拧入到第二衬套中的主轴元件可以固定在衬套中，例如与其榫接，其中主轴元件与衬套一起最终可以仅围绕其纵向轴线相对于第二螺栓旋转，并且以其他自由度固定在第二螺栓上。因此相对于第二螺栓，第二衬套仅具有一个旋转自由度。

为了避免单个部件，特别是保持和引导元件的过载，第一螺栓和/或第二螺栓可以包括套环，特别是径向圆周套环，该套环可以与构造成与待螺栓连接的元件接合的螺栓连接部分邻接，并且可以被支撑在待螺栓连接的元件之一上的最大缩回位置上。

相反地，这些螺栓可以构造成使得它们在最大程度上会聚的位置中彼此邻接并且因此防止可能导致保持和引导元件上的过载的任何进一步的“松动运动”。

为了能够使主轴元件围绕其纵向轴线旋转，主轴元件的至少一端可以包括例如呈外六角形式的工具接口，在该工具接口处主轴元件可以使用相应的工具接合并且例如借助于曲柄或者电动螺丝刀而旋转。当然也可以想到，主轴元件的两端都包括这样的工具接口，使得可以从两侧激活螺栓连接装置。为此，需要为每个工具接口设置通道，该通道例如在中心延伸并沿轴向穿过相应的螺栓。

本发明的另一个方面涉及一种包括如上所述的螺栓连接装置的起重机吊臂头。这种螺栓连接装置尤其可以在用螺栓连接吊臂头的各个部件时使用，例如在将桁架桅顶螺栓连接到头部适配器(该头部适配器将桁架桅顶连接到起重机吊臂)时。此外，本发明还涉及一种起重机，包括相应的起重机吊臂头或包括如上所述的用螺栓连接起重机部件的螺栓连接装置。原则上可以设想，使用根据本发明的螺栓连接装置来连接任何起重机部件，包括例如直接螺栓连接到吊臂上的吊臂头，并且可以例如相对于吊臂围绕竖直轴线枢转以用于安装目的。

附图说明

在下文中，基于优选实施方式并通过参考示出的对应附图更详细地解释本发明：

图1是包括根据本发明的螺栓连接装置的桁架桅顶；

图2是沿着图1的平面A-A的截面图；

图3是图1和2中的上部栓接装置的详细视图；

图4是根据图1和2的本发明的螺栓连接装置的详细视图；

图5是根据本发明的栓接时的螺栓连接装置；

图6是根据本发明的未栓接时的螺栓连接装置。

具体实施方式

为了例如能够操作移动式起重机的伸缩式吊臂超出建筑物的上边缘，经常使用吊臂头。这样的吊臂头例如由图1中的附图标记14表示。图1中所示的吊臂头包括桁架桅顶结构，其中其近端(图1中的左侧)可以沿水平方向螺栓连接到头部适配器(未详细描述)，该头部适配器可以依次被螺栓连接到移动式起重机的伸缩式吊臂(未示出)。吊臂头14的俯仰角度可以通过头部适配器的液压缸相对于伸缩式吊臂来改变。

为了将桁架桅顶(lattice masthead)螺栓连接到头部适配器并因此将其连接到伸缩式吊臂上，可选择地装配的桁架桅顶14包括根据本发明的包括两个相对的螺栓2和3的螺栓连接装置。在所示的示例中，位于桁架桅顶和头部适配器之间的高于此位置的螺栓连接位置通过普通螺栓15螺栓连接，螺栓15被敲入相应的插座中并再次敲出。当安装吊臂头时，首先敲击螺栓15，于是位于其下面的螺栓连接装置被激活。在所示的例子中使用常规的螺栓15，因为在拆卸期间，出于安全原因，最终的螺栓将以非接触的方式被移除，即没有任何人保持与起重机部件的物理接触。

图2示出了沿着图1的平面A-A的截面图，其示出了如何以常规方式将上部螺栓15敲入并再次敲出。相反，在较低的两个螺栓连接位置处使用根据本发明的螺栓连接装置，其中两个相对的螺栓2和3被机械地敲入其插座中并且再次从其中敲出。

图3更详细地示出了通过常规螺栓15螺栓连接的上部装置的性质，所述常规螺栓15与待连接的起重机部件4a和4b的对应的插座接合。在所示的例子中，螺栓15安置在相应的插座中，插座分别由元件4a的叉形凸耳和元件4b的杆形凸耳形成。以同样的方式，根据本发明的螺栓连接装置的螺栓2和3被安置在相同构造的插座中，如将在下面描述的那样。

在图4中详细示出了根据本发明的在图2中已经示出的螺栓连接装置。构造为简单螺纹杆的中央主轴元件1朝向其两端联接到螺栓2和3，所述螺栓2和3具有与主轴元件1相同的中心纵向轴线。右侧螺栓3通过衬套9联接到主轴元件1上，该衬套9拧到并榫接到主轴的右端上，并且相对于主轴元件1仅具有一个旋转自由度。主轴元件1与衬套9一起在螺栓3内旋转。第二螺栓2在主轴元件1的相对端处通过另一个螺纹衬套7联接到主轴元件1。然而，所述螺纹衬套7借助于榫接或螺接装置固定地连接到螺栓2。位于主轴元件1的这个端部处的工具接口13可借助于工具延伸部经由穿过螺栓2的中心纵向孔16到达。

图4示出了当主轴元件1围绕其中心纵向轴线旋转时，螺栓3如何相对于主轴元件1保持在其轴向位置，而由于衬套7的内螺纹8和主轴元件1的外螺纹18之间的螺纹接合，螺栓2沿着主轴元件1移动。结果，螺栓2和3之间的距离增加或减小，这取决于旋转方向。图4示出了螺栓连接装置的最大延伸位置，其中螺栓2和3的周向套环11邻接元件4a的叉形凸耳并因此防止螺栓连接装置被进一步敲出。邻接每个套环11的螺栓连接部分12具有圆形横截面，并且与元件4a的叉形凸耳和元件4b的杆形凸耳接合。

为了防止螺栓2和3与主轴元件1一起旋转，通过专有的保持装置5和6将两个螺栓2和3沿着主轴的纵向轴线固定到一个平移自由度。在所示的示例中，保持装置5和6由螺钉组成，螺钉沿径向拧入螺栓2和3中并且使用螺母固定，并且延伸穿过轴上端上的狭槽17并且因此仅允许向外或向内引导的螺栓2和3的平移运动，其中狭槽17可以构造在元件4a或元件4b上，从而限定螺栓连接装置在拧松之后保持在元件4a或4b中的一个上。

图5再次示出了最大延伸的螺栓2和3。它还示出了如何通过两个螺钉20将衬套7(参见图4)连接到螺栓2，而衬套9(参见图4)通过榫钉21连接到主轴元件1。为了能够装配衬套9，螺栓3包括侧向和/或径向窗口10，衬套9可以通过该窗口10插入到螺栓3中并且通过螺钉23保持在所述位置中。拧入衬套9并与衬套9榫接的主轴元件1最终只留下一个相对于螺栓3的旋转自由度。

如图6所示，在拧松过程中，螺栓2向主轴元件1的右侧移动，直到它在最大缩回位置邻接螺栓3。图6还示出了主轴元件1如何进入螺栓2中的通道16。在所示的示例中，螺栓2和3的外部保持在相应的内部叉形凸耳中，并且除了保持装置5和6之外还将螺栓连接装置保持在元件4a上。

Claims (13)

1.一种螺栓连接装置，包括两个螺栓(2，3)，所述两个螺栓(2，3)旋转地固定并通过主轴元件(1)彼此连接，其中：第一螺栓(2)通过螺纹接合(8)与所述主轴元件(1)的相应螺纹(18)连接；并且所述主轴元件(1)围绕其中心纵向轴线的旋转使得所述第一螺栓(2)沿着所述纵向轴线移动；其特征在于，第二螺栓(3)以固定的轴向位置旋转地安装在所述主轴元件(1)上。

2.根据权利要求1所述的螺栓连接装置，其中所述主轴元件(1)相对于所述螺栓(2，3)同轴布置；和/或所述螺栓连接装置相对于待螺栓连接的元件(4a，4b)中的至少一个浮动地安装。

3.根据权利要求2所述的螺栓连接装置，其中所述螺栓连接装置浮动地安装在所述待螺栓连接的元件(4a，4b)中的至少一个上。

4.根据权利要求1所述的螺栓连接装置，其中所述第一螺栓(2)包括第一保持元件(5)，并且所述第二螺栓(3)包括第二保持元件(6)，并且其中所述第一保持元件和第二保持元件(5，6)保持相应的螺栓(2，3)相对于所述主轴元件(1)旋转地固定，并且保持所述螺栓连接装置相对于待螺栓连接的元件(4a，4b)中的至少一个浮动地安装。

5.根据权利要求1所述的螺栓连接装置，其中所述第一螺栓(2)包括第一衬套(7)，所述第一衬套(7)与所述螺栓(2)旋转地固定连接并且提供与所述主轴元件(1)的相应外螺纹(18)的螺纹接合(8)。

6.根据权利要求1所述的螺栓连接装置，其中所述第二螺栓(3)容纳与所述主轴元件(1)旋转地固定连接的第二衬套(9)。

7.根据权利要求6所述的螺栓连接装置，其中所述第二螺栓(3)在轴向两侧包围所述第二衬套(9)；和/或所述第二螺栓(3)包括沿径向延伸的空腔(10)，所述第二衬套(9)能够通过所述空腔(10)插入到所述第二螺栓(3)中。

8.根据权利要求6所述的螺栓连接装置，其中相对于所述第二螺栓(3)，所述第二衬套(9)具有并且仅仅具有一个旋转自由度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的螺栓连接装置，其中所述第一螺栓(2)和/或所述第二螺栓(3)包括套环(11)，所述套环(11)和构造成与待螺栓连接的元件(4)接合的螺栓连接部分(12)邻接。

10.根据权利要求9所述的螺栓连接装置，其中所述套环(11)是径向圆周套环。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的螺栓连接装置，其中所述主轴元件(1)的至少一端包括工具接口(13)，其中位于所述工具接口(13)侧的螺栓(2，3)包括通向所述工具接口(13)的通道(16)，所述通道(16)沿轴向方向延伸。

12.根据权利要求11所述的螺栓连接装置，其中所述工具接口(13)位于所述主轴元件(1)的所述第一螺栓(2)侧。

13.一种起重机吊臂头，包括根据权利要求1至12中任一项所述的螺栓连接装置，所述螺栓连接装置用于将桁架桅顶螺栓连接到头部适配器上。

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