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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen einer Stange vor einem Festziehen. Insbesondere betrifft die Erfindung vorgespannte Gewindestangen, die verwendet werden, um mechanische Strukturen zusammenzuziehen. Die Gebiete der Anwendung können den Energiebereich, wie Wind und Atom, und das Bauingenieurswesen betreffen.
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Die Spannvorrichtungen sind in der Lage, eine axiale Zugkraft auf ein Ende einer Gewindestange mittels einer Zugstange auszuüben. Die Vorrichtung ruht mittels einer röhrenförmigen Haltehülse, die ein Ende der Gewindestange umgibt, auf einer Fläche einer Struktur, die festgezogen werden soll. Die Vorrichtung weist einen Zylinder und einen Kolben auf, der in dem Zylinder gleitet und mit dem Zylinder eine ringförmige Kammer bildet, die dazu bestimmt ist, mit unter Druck stehendem Fluid gefüllt zu werden.
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Die Stange wird mittels des mit Druck beaufschlagten Kolbens gespannt und gestreckt. Die Stange wird dann beispielsweise mittels einer Mutter, direkt auf der Stange oder auf der Vorrichtung selbst, verriegelt. Die freigegebene Stange tendiert dazu, ihre Ruhelänge wiederherzustellen, wird aber durch die Mutter blockiert. Die freigegebene Stange übt dann eine Festziehkraft auf die festzuziehenden mechanischen Teile aus. Ein solches Festziehverfahren ist eine vorteilhafte Alternative zum Festziehen einer Mutter, auf die ein erhebliches Festziehdrehmoment ausgeübt werden muss.
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Derartige bekannte Spannvorrichtungen sind jedoch so ausgestaltet, dass sie mit einem Fluid mit einem Druck von bis zu 1500 bar gespeist werden. Aber in manchen Anwendungen mit verkleinertem Bauraum ist die ausgeübte Kraft nicht ausreichend, um die mechanischen Strukturen aneinander festgezogen zu halten.
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Des Weiteren sind Elemente der Vorrichtung axial zusammengebaut, weisen aber radial überlappende Teile sowohl für die Aufbewahrung als auch für die Abdichtung unter Fluiddruck auf. In manchen Anwendungen ist der verfügbare Bauraum stark verkleinert und die Spannvorrichtungen können nicht verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung versucht diese Probleme zu lösen, indem eine Spannvorrichtung für eine Gewindestange bereitgestellt wird, die mehr Kraftbeaufschlagung ausüben kann als bekannte Vorrichtungen oder verkleinerte Abmessungen haben kann, einfach zu installieren und zu verwenden, und ökonomisch in ihrer Herstellung ist.
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Hierzu betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung, die ein Zugelement und einen Körper aufweist. Das Zugelement weist einen ersten unteren Teil des Zugelements, der in einer Zugstange besteht, die in der Lage ist, mit einer Gewindestange in Eingriff zu gehen, und einen zweiten oberen Teil des Zugelements, der in einem Kolben besteht, wobei der erste und der zweite Teil des Zugelements bei Verschiebung zusammenhaltend sind. Das Zugelement ist axial in einer Bohrung des Körpers bewegbar, der koaxial um das Zugelement angebracht ist, wobei der Körper einen ersten unteren Teil des Körpers, der in einer röhrenförmigen Haltehülse besteht, und einen zweiten oberen Teil des Körpers aufweist, der in einem Zylinder besteht. Eine ringförmige Kammer wird zwischen dem Zugelement und dem Körper ausgebildet und ist dazu ausgelegt, ein unter Druck stehendes Fluid aufzunehmen.
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Gemäß der Erfindung ist die ringförmige Kammer axial zwischen dem zweiten Teil des Zugelements und dem zweiten Teil des Körpers und radial zwischen dem zweiten Teil des Körpers und dem ersten Teil des Zugelements ausgebildet; und ein erstes Dichtmittel ist radial zwischen dem zweiten Teil des Körpers und dem ersten Teil des Zugelements vorgesehen und ein zweites Dichtmittel ist radial zwischen dem zweiten Teil des Körpers und dem zweiten Teil des Zugelements vorgesehen, so dass die zwei Dichtmittel axial auf jeder Seite der ringförmigen Kammer positioniert sind, um ihre Abdichtung sicherzustellen.
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Dank der Erfindung erstreckt sich die ringförmige Kammer, die dazu ausgelegt ist, ein unter Druck stehendes Fluid aufzunehmen, radial zwischen dem Zylinderteil des Körpers und der Zugstange des Zugelements. Die radiale Abmessung der Kammer ist maximiert, um eine Optimierung der hydraulischen Fläche zu ermöglichen, auf die das Fluid Druck ausübt.
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Für eine gegebene radiale Abmessung der Spannvorrichtung ist die Kraftbeaufschlagung, die aufgrund der vergrößerten hydraulischen Fläche ausgeübt werden kann, über die üblichen Kraftbeaufschlagungen von Standardvorrichtungen hinaus vergrößert. Eine solche Vorrichtung kann daher in Anwendungen verwendet werden, die erhebliche Spannkräfte benötigen.
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Für eine gegebene Kraftbeaufschlagung der Spannvorrichtung kann die radiale Abmessung der Vorrichtung verkleinert werden. In der Tat ist die hydraulische Fläche vergrößert und benötigt eine kleinere Fläche, um eine vorgegebene Kraft aufzubringen. Indem die radialen Abmessungen der Elemente, die die Spannvorrichtung bilden, insbesondere der Zylinder und der Kolben, verkleinert werden, kann die Vorrichtung doch eine vorgegebene Kraftbeaufschlagung ausüben. Eine solche Vorrichtung kann daher in Anwendungen mit verkleinertem Bauraum verwendet werden.
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Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung, die vorteilhaft aber nicht zwingend sind, kann eine solche Stangenspannvorrichtung ein oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten:
- – Der erste Teil des Zugelements besteht in einer Zugstange, die einen axialen rohrförmigen Teil aufweist, der mit einer zentralen Bohrung versehen ist, die ein inneres Gewinde hat, das dazu ausgelegt ist, mit einem äußeren Gewinde der Gewindestange zusammenzuwirken.
- – Der zweite Teil des Zugelements besteht in einem Kolben, der durch einen Zylinder ausgebildet wird.
- – Das Zugelement ist einstückig ausgebildet, wobei der erste und der zweite Teil des Zugelements Teile eines einzigen Elements sind.
- – Das Zugelement wird durch zwei verschiedene Teile ausgebildet; der erste Teil des Zugelements, der in einer Gewindestange besteht, ist verschiebungsfest durch Befestigungsmittel an dem zweiten Teil des Zugelements, der in einem Kolben besteht, angebracht.
- – Befestigungsmittel zwischen dem ersten und zweiten Teil des Zugelements bestehen aus einer Bohrung des zweiten Teils des Zugelements, die mit einem inneren Gewinde versehen ist, das mit einem äußeren Gewinde des ersten Teils des Zugelements zusammenwirkt.
- – Der erste Teil des Zugelements besteht in einer Haltehülse, die durch ein hohles axiales röhrenförmiges Teil ausgebildet wird, in dem die Gewindestange und der erste Teil des Zugelements angeordnet und axial bewegbar sind.
- – Der zweite Teil des Körpers besteht in einem Zylinder, der eine erste Bohrung, in der der erste Teil des Zugelements angeordnet und axial bewegbar ist, und eine zweite Bohrung aufweist, die koaxial mit der ersten Bohrung ist und in der der zweite Teil des Zugelements angeordnet und axial bewegbar ist.
- – Der Körper ist einstückig ausgebildet, wobei der erste und der zweite Teil des Körpers Teile eines einzigen Elements sind.
- – Der Körper wird durch zwei verschiedene Teile ausgebildet, wobei der erste Teil des Körpers, der in einer Haltehülse besteht, den zweiten Teil des Körpers, der in einem Zylinder besteht, trägt.
- – Die ringförmige Kammer ist axial zwischen einer radialen Grundfläche des zweiten Teils des Körpers und einem radialen Flansch des zweiten Teils des Zugelements ausgebildet.
- – Die ringförmige Kammer ist radial zwischen der zweiten Bohrung des zweiten Teils des Körpers und des axialen röhrenförmigen Teils, der den ersten Teil des Zugelements bildet, ausgebildet.
- – Die Spannvorrichtung weist einen Anlegeschlüssel, der an dem ersten Teil des Körpers angeordnet ist, und dazu bestimmt ist, koaxial um eine Mutter, die um die Gewindestange geschraubt ist, angebracht zu werden, und weist einen Antriebsbolzen auf, der ein Ende hat, das mit dem Anlegeschlüssel zusammenwirkt und das sich durch eine radiale Öffnung erstreckt, die in dem ersten Teil des Körpers ausgebildet ist.
- – Der Antriebsbolzen kann manuell betrieben oder motorisiert sein.
- – Der zweite Teil des Zugelements weist ein oberes zylindrisches Ende auf, das mit einem äußeren Gewinde versehen ist, das dazu bestimmt ist, mit einer Mutter zusammenzuwirken, wobei die Mutter dazu bestimmt ist, axial am Körper zum Anliegen zu kommen, um den zweiten Teil des Zugelements axial in seiner Position zu blockieren.
- – Der zweite Teil des Körpers weist zumindest eine Versorgungsleitung für ein unter Druck stehendes Fluid auf, wobei die Leitung mit der ringförmigen Kammer verbunden ist, um mit dem Fluid befüllt zu werden.
- – Das Zugelement weist zumindest eine Versorgungsleitung für ein unter Druck stehendes Fluid auf, wobei die Leitung mit der ringförmigen Kammer verbunden ist. Die Leitung kann an dem ersten und/oder dem zweiten Teil des Zugelements vorgesehen sein.
- – Der zweite Teil des Körpers weist ein Mittel auf, um das Aufrechterhalten seines äußeren Umfangs sicherzustellen, beispielsweise ein Umreifungskarbonrohr, um eine radiale Deformation des zweiten Teils des Körpers unter Druck einzugrenzen.
- – Elemente, die den Körper und das Zugelement bilden, werden aus Stahl hergestellt, beispielsweise der Art 30 CND 8 oder 100C6.
- – Die Dichtmittel sind in einem Hohlraum integriert, der in einem ersten mechanischen Element vorgesehen ist, um so in Kontakt mit einem zweiten mechanischen Element zu kommen, um eine Fluidleckage zu verhindern und einen Druck in dem Spalt zwischen den zwei Elementen aufrecht zu erhalten.
- – Der zweite Teil des Zugelements weist einen Hohlraum auf, der mit Dichtmitteln versehen ist, die in gleitendem Kontakt mit dem zweiten Teil des Körpers sind.
- – Der zweite Teil des Körpers weist einen Hohlraum auf, der mit Dichtmitteln versehen ist, die in gleitendem Kontakt mit dem ersten Teil des Zugelements sind.
- – Die Dichtmittel umfassen einen ersten elastischen Ring, der in dem Hohlraum des ersten mechanischen Elements angebracht ist, und einen zweiten Ring, der starrer als der erste Ring ist und in gleitendem Kontakt mit dem zweiten mechanischen Element ist, wobei der erste elastische Ring den zweiten elastischen Ring vorspannt, um so einen Kontakt sicherzustellen.
- – Der erste Ring des Dichtmittels ist aus einem Elastomer.
- – Der zweite Ring des Dichtmittels ist aus einem Plastomer.
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Die Erfindung wird nun in Zusammenhang mit den angehängten Figuren als veranschaulichende Beispiele einer Spannvorrichtung beschrieben, ohne den Gegenstand der Erfindung zu beschränken. In den angehängten Figuren:
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1 ist eine radiale Schnittansicht einer Spannvorrichtung in einer ersten Position gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 ist eine radiale Schnittansicht der Spannvorrichtung der ersten Ausführungsform in einer zweiten Position; und
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3 ist eine radiale Schnittansicht einer Spannvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Eine Spannvorrichtung mit der zentralen Achse X1 und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, ist dazu bestimmt, eine Gewindestange 2 axial zu spannen. Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in den 1 und 2 gezeigt ist, wird die Gewindestange 2 dann durch eine Mutter 3 blockiert, die dazu bestimmt ist, auf eine Fläche 4a einer Struktur 4 zu wirken, die üblicherweise zumindest zwei mechanische Teile aufweist, die zusammengebaut werden sollen, die hier als Beispiel in Form einer Platte 4 und eines Rahmens 4b dargestellt sind. Es ist auch zu verstehen, dass die Gewindestange 2 auch aus einer Schraube oder einem Bolzen bestehen kann.
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Die Spannvorrichtung 1 weist einen Körper 5 und ein Zugelement 6 auf.
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Der Körper 5 weist einen ersten unteren Teil 7 auf, der in einer Haltehülse besteht, die durch ein hohles axiales röhrenförmiges Teil ausgebildet wird, in dem die Gewindestange 2 angeordnet und axial bewegbar ist. Ein Anlegeschlüssel ist koaxial um die Mutter 3, die auf die Gewindestange 2 geschraubt ist, angebracht. Ein Antriebsbolzen 9 kann den Anlegeschlüssel an einem seiner Enden betätigen und erstreckt sich durch eine radiale Öffnung 7a, die an der Haltehülse 7 vorgesehen ist. Der Anlegebolzen kann manuell betrieben oder motorisiert sein.
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Der Körper 5 weist einen zweiten oberen Teil 10 auf, der in einem Zylinder besteht, der mit einer zentralen Bohrung 10a versehen ist, in der das Zugelement 6 angeordnet und axial bewegbar ist. Der Zylinder 10 weist eine untere radiale Abstützfläche 10b auf, die auf der Haltehülse 7 aufsitzt. Der Zylinder 10 weist einen umlaufenden Kragen 10c auf, der eine innere Bohrung mit einer Form ausbildet, die der äußeren zylindrischen Fläche 7b der Haltehülse 7 entspricht. Die Haltehülse 7 ist innerhalb der Bohrung des Kragens 10c des Zylinders 10 angeordnet. Der Kragen 10c hat die Funktion der axialen Führung des Zylinders 10, der auf der Haltehülse 7 angebracht ist, und die der radialen Rückhaltung, um eine radiale Verschiebung während der Verwendung der Spannvorrichtung 1 zu verhindern.
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Die Haltehülse 7 und der Zylinder 10, die den Körper 5 bilden, sind zwei verschiedene Teile, die zusammenwirken. Alternativ können die Haltehülse 7 und der Zylinder 10 sicher durch geeignete Befestigungsmittel aneinander befestigt werden oder können einstückig als ein und einziges mechanisches Element ausgebildet werden.
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Das Zugelement 6 weist einen ersten unteren Teil 11 auf, der in einer Zugstange besteht, die durch einen axialen röhrenförmigen Teil ausgebildet wird, der mit einer zentralen Bohrung 11a versehen ist. Die zentrale Bohrung 11a hat ein inneres Gewinde, das mit einem äußeren Gewinde 2a der Gewindestange 2 zusammenwirkt. Die Zugstange 11 ist axial in einem ersten Bohrungsabschnitt 10d der zentralen Bohrung 10a des Zylinders 10 bewegbar. Die äußere zylindrische Fläche der Zugstange 11 hat eine Form, die der inneren zylindrischen Fläche des ersten Bohrungsabschnitts 10d der Bohrung 10a entspricht.
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Das Zugelement 6 weist einen zweiten oberen Teil 12 auf, der in einem Kolben besteht, der durch einen zylindrischen Teil ausgebildet wird. Der Kolben 12 ist axial in einem zweiten Bohrungsabschnitt 10e der zentralen Bohrung 10a des Zylinders 10 bewegbar. Die äußere zylindrische Fläche des Kolbens 12 hat eine Form, die der inneren zylindrischen Fläche des zweiten Bohrungsabschnitts 10e der Bohrung 10a entspricht.
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Die Zugstange 11 und der Kolben 12, die das Zugelement 6 bilden, sind zwei Teile eines einstückigen Elements. Alternativ können die Zugstange 11 und der Kolben 12 zwei verschiedene Teile sein, die sicher durch geeignete Befestigungsmittel befestigt sind.
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Der äußere Durchmesser des Kolbens 12 ist grundsätzlich größer als der äußere Durchmesser der Zugstange 11, um einen unteren radialen Flansch 12a des Kolbens 12 zu definieren. Da die zentrale Bohrung 10a des Zylinders 10 einen ersten Bohrungsabschnitt 10d und einen zweiten Bohrungsabschnitt 10e aufweist, die eine Form haben, die der Zugstange 11 beziehungsweise dem Kolben 12 entspricht, wird eine radiale Grundfläche 10f in dem Zylinder 10 an einem Übergang zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt 10d und dem zweiten Bohrungsabschnitt 10e der zentralen Bohrung 10a definiert.
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Der Zylinder 10 weist eine Versorgungsleitung 13 für ein unter Druck stehendes Fluid auf, die sich zu der radialen Grundfläche 10f öffnet. Das Fluid kann Öl, Luft oder irgendein viskoelastisches Fluid sein. Als eine nicht gezeigte Alternative kann das Zugelement 6 die Versorgungsleitung 13 aufweisen, die sich zu dem radialen Flansch 12a öffnet.
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Gemäß der Erfindung und wie in den 1 und 2 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt, wird eine ringförmige Kammer 14 axial zwischen der radialen Grundfläche 10f des Zylinders 10 und dem radialen Flansch 12a des Kolbens 12 und radial zwischen dem zweiten Bohrungsabschnitt 10e der zentralen Bohrung 10a des Zylinders 10 und dem axialen röhrenförmigen Teil, der die Zugstange 11 bildet, ausgebildet. Diese ringförmige Kammer 14 hat ein initiales Nullvolumen, wobei der radiale Flansch 12a auf der radialen Grundfläche 10f aufsitzt, und wird ausgebildet, wenn unter Druck stehendes Fluid von der Leitung 13 zugeführt wird.
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Des Weiteren und gemäß der Erfindung weist der erste Bohrungsabschnitt 10d der zentralen Bohrung 10a des Zylinders 10 einen ringförmigen Hohlraum auf, der mit einem ersten Dichtmittel 15 versehen ist, das in gleitendem Kontakt mit der Außenfläche der Zugstange 11 ist. Die Außenfläche des Kolbens 12 weist einen ringförmigen Hohlraum auf, der mit einem zweiten Dichtmittel 16 versehen ist, das in gleitendem Kontakt mit dem zweiten Bohrungsabschnitt 10e der zentralen Bohrung 10a des Zylinders 10 ist. Beide Dichtmittel 15 und 16 sind axial auf jeder Seite der ringförmigen Kammer 14 angeordnet, um die Abdichtung der Kammer 14 sicherzustellen, wenn sie unter Druck stehendes Fluid enthält.
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Als eine nicht gezeigte Alternative können die Positionen der ringförmigen Hohlräume 15 und 16 zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt 10d und der Zugstange 11 und/oder dem zweiten Bohrungsabschnitt 10e und dem Kolben 12 ausgetauscht sein.
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Die Dichtmittel 15, 16 können jeweils aus einem ersten elastischen Ring, beispielsweise aus einem elastomeren Material, der in dem Hohlraum angebracht ist, bestehen, und ein zweiter Ring, aus einem starreren Material als dem ersten Ring, beispielsweise einem plastomeren Material, ist in gleitendem Kontakt mit dem mechanischen Element, dem er gegenüberliegt. Der erste elastische Ring übt eine Vorspannkraft auf den zweiten Ring aus, um den Kontakt sicherzustellen.
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Wir werden nun mit den 1 und 2 den Betrieb der Gewindestangen-Spannungsvorrichtung 2 durch eine sequenzielle Abfolge der Schritte beschreiben.
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Die Gewindestange 2 wird in eine Gewindeöffnung 4d, die an dem Rahmen 4b vorgesehen ist, eingeschraubt.
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Die Platte 4c wird an der Stange 2 arrangiert, bis sie den Rahmen 4b kontaktiert, wobei sich die Stange 2 durch eine Öffnung 4e mit einem inneren Durchmesser, der grundsätzlich größer als der äußere Durchmesser der Stange 2 ist, erstreckt.
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Die Mutter 3 wird auf den proximalen Teil 2d der Gewindestange 2 geschraubt, bis sie die Fläche 4a der Platte 4c kontaktiert.
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Die Spannungsvorrichtung 1 wird an der Stange 2 arrangiert, so dass der Anlegeschlüssel 8 mit dem Antriebsbolzen 9 um die Mutter 3 herum angeordnet ist, wobei die Haltehülse 7 des Körpers 5 um die Gewindestange 2 herum, die mit der Mutter 3 versehen ist, in Kontakt mit der Fläche 4a der Platte 4c kommt. Der Zylinder 10 wirkt auf die Halterung 7. Die Zugstange 11 wird mit dem proximalen Teil 2b der Gewindestange 2 verschraubt. In einer initialen Konfiguration, die in 1 dargestellt ist, stützt sich der radiale Flansch 12a des Kolbens 12 an der radialen Grundfläche 10f des Zylinders 10 ab. Die Gewindestange 2 wird nicht durch irgendeine axiale Kraft vorgespannt und hat einen proximalen Teil 2d, der dazu bestimmt ist, gestreckt zu werden.
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Wie in 2 dargestellt ist, wird ein unter Druck stehendes Fluid in die Leitung 13 des Zylinders 10 zwischen die radiale Grundfläche 10f und den radialen Flansch 12a des Kolbens 12 zugeführt. Dank den Dichtmitteln 15 und 16 bewegt sich der Kolben 12 von der radialen Grundfläche 10f des Zylinders 10 weg und hebt die Zugstange 11 an. Die ringförmige Kammer 14 wird zwischen dem Zugelement und dem Körper 5 der Spannvorrichtung 1 ausgebildet. Die axiale Kraft wird auf das Material der Gewindestange ausgeübt und verursacht eine Zunahme in der Länge der Stange 2.
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Die Mutter 3 wird axial von der Abstützfläche 4a der Platte 4 entfernt. Sobald die gewünschte Spannkraft auf die Stange 2 ausgeübt wird, betätigt der Antriebsbolzen 9 den Anlegeschlüssel, um die Mutter 3 anzuschrauben, bis ein Kontakt mit der Fläche 4a der Platte 4 besteht.
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Der hydraulische Druck wird gelöst und die Zugstange 11 von der Gewindestange 2 abgeschraubt. Die Mutter 3 wirkt auf die Struktur 4, die Gewindestange 2 bleibt gestreckt. Die Vorrichtung 1 wird dann entfernt.
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Dank der Erfindung ist die hydraulische radiale Fläche, auf die das Fluid einen Druck ausübt, zwischen dem zweiten Bohrungsabschnitt 10e oder der zentralen Bohrung 10a des Zylinders 10, das heißt, dem Bohrungsabschnitt mit dem größeren inneren Durchmesser, und der äußeren Fläche der Zugstange 11, das heißt, dem Teil des Zugelements 6 mit dem kleineren äußeren Durchmesser, maximal.
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Für eine gegebene radiale Abmessung der Vorrichtung 1, und insbesondere für die gegebenen radialen Abmessungen des Kolbens 12 und des Zylinders 10, ist es möglich, eine viel höhere Spannkraft auszuüben.
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Des Weiteren ist es für eine vorgegebene Spannkraft, die aufgewendet werden soll, möglich, die radiale Größe der Vorrichtung 1 zu verkleinern, indem die radiale Größe der ringförmigen Kammer 14 auf eine Größe verkleinert wird, die ausreichend ist, um die gewünschte Spannkraft auszuüben.
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt und unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, die in den 1 und 2 dargestellt ist, dadurch, dass eine Spannvorrichtung 21 mit der zentralen Achse X21 aus einer hydraulischen Mutter besteht.
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Die Spannvorrichtung 1, die in der ersten Ausführungsform dargestellt ist, besteht aus einem Spanner, einer Vorrichtung, die zum Spannen von mehreren Gewindestangen verwendet und wiederverwendet wird. Die Vorrichtung 21, die in dieser zweiten Ausführungsform beschrieben wird, besteht aus einer hydraulischen Mutter, die sowohl als ein Spanner als auch als eine Mutter wirkt. Die Vorrichtung 21 bleibt dauerhaft auf der Struktur 4.
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In der folgenden Beschreibung behalten ähnliche Elemente zwischen den 1 bis 3 dieselben Bezugszeichen.
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Die Spannvorrichtung 21 weist einen Körper 22 und ein Zugelement 23 auf.
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Der Körper 22 weist einen ersten unteren Teil 24 auf, der in einer Haltehülse besteht, die durch einen hohlen axialen röhrenförmigen Teil ausgebildet wird, in dem die Gewindestange 2 angeordnet und axial bewegbar ist.
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Der Körper 22 weist einen zweiten oberen Teil 25 auf, der in einem Zylinder besteht, der mit einer zentralen Bohrung 25a versehen ist, in der das Zugelement 23 angeordnet und axial bewegbar ist.
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Die Haltehülse 24 und der Zylinder 25 bilden den Körper 5 in einem einstückigen mechanischen Element. Alternativ können die Haltehülse 24 und der Zylinder 25 zwei verschiedene Teile sein, die zusammenwirken und/oder sicher durch geeignete Befestigungsmittel aneinander angebracht sind.
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Das Zugelement 23 weist einen ersten unteren Teil 26 auf, der in einer Zugstange besteht, die durch einen axialen röhrenförmigen Teil ausgebildet wird, der mit einer zentralen Bohrung 26a versehen ist. Die Bohrung 26a weist ein inneres Gewinde auf, das mit einem äußeren Gewinde 2a der Gewindestange 2 zusammenwirkt. Die Zugstange 26 ist axial in einem ersten Bohrungsabschnitt 25b der zentralen Bohrung 25a des Zylinders 25 bewegbar. Die äußere zylindrische Fläche der Zugstange 26 hat eine Form, die der inneren zylindrischen Fläche des ersten Bohrungsabschnitt 25b der Bohrung 25a entspricht.
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Das Zugelement 23 weist einen zweiten oberen Teil 27 auf, der in einem Kolben besteht, der durch einen zylindrischen Teil ausgebildet wird. Der Kolben 27 ist axial in einem zweiten Bohrungsabschnitt 25c der zentralen Bohrung 25a des Zylinders 25 bewegbar. Die äußere zylindrische Fläche des Kolbens 27 hat eine Form, die der inneren zylindrischen Fläche des zweiten Bohrungsabschnitts 25c der Bohrung 25a entspricht.
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Der äußere Durchmesser des Zylinders 27 ist grundsätzlich größer als der äußere Durchmesser der Zugstange 26, um einen unteren radialen Flansch 27b des Kolbens 27 zu definieren. Da die zentrale Bohrung 25a des Zylinders 25 einen ersten Bohrungsabschnitt 25b und einen zweiten Abschnitt 25c aufweist, die eine Form haben, die der Zugstange 26 beziehungsweise dem Kolben 27 entsprechen, wird eine radiale Grundfläche 25d an dem Übergang des ersten Bohrungsabschnitt 25a zum zweiten Bohrungsabschnitt 25c der zentralen Bohrung 25a definiert.
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Die Zugstange 26 und der Kolben 27, die das Zugelement 23 bilden, sind zwei verschiedene Elemente und sind sicher durch geeignete Befestigungsmittel aneinander befestigt. In dem Beispiel, das in 3 dargestellt ist, weist der Kolben 27 einen Gewindekern 27a auf, der mit einem Gewindeteil 26b eines Endes der Zugstange 26 zusammenwirkt. Ein Zugelement 26, das aus zwei verschiedenen Teilen 26, 27 hergestellt ist, bringt einen Vorteil, wenn die Gewindestange 2, die gespannt werden soll, einen äußeren Durchmesser hat, der grundsätzlich größer ist als der innere Durchmesser des ersten Bohrungsabschnitts 25a.
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In der Tat hat in einem solchen Fall das freie Ende der Zugstange 26 eine radiale Abmessung, die geeignet ist, mit der Gewindestange 2 in Eingriff zu gehen, und ist daher grundsätzlich größer als der innere Durchmesser des ersten Bohrungsabschnitts 25a.
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Alternativ sind die Zugstange 11 und der Kolben 12 zwei Teile eines einstückig ausgebildeten Zugelements.
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Der Zylinder 25 weist eine Leitung 13 auf, der unter Druck stehendes Fluid zugeführt wird, wobei die Leitung 13 zu der radialen Grundfläche 25d offen ist.
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Eine ringförmige Kammer 14 ist axial zwischen der radialen Grundfläche 25d des Zylinders 25 und dem radialen Flansch 27b des Kolbens 27 und radial zwischen dem zweiten Bohrungsabschnitt 25c der zentralen Bohrung 25a des Zylinders 25 und dem axialen röhrenförmigen Teil, der durch die Zugstange 26 ausgebildet wird, ausgebildet. Diese ringförmige Kammer 14 hat ein initiales Nullvolumen, wobei der radiale Flansch 27b auf der radialen Grundfläche 25d aufsitzt, und wird ausgebildet, wenn unter Druck stehendes Fluid von der Leitung 13 zugeführt wird.
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Des Weiteren weist der erste Bohrungsabschnitt 25b der Bohrung 25a des Zylinders 25 einen ringförmigen Hohlraum auf, der mit einem ersten Dichtungsmittel 15 versehen ist, das in gleitendem Kontakt mit der äußeren Fläche der Zugstange 26 ist. Die äußere Fläche des Kolbens 27 weist einen ringförmigen Hohlraum auf, der mit einem zweiten Dichtungsmittel 16 versehen ist, das in gleitendem Kontakt mit dem zweiten Bohrungsabschnitt 25c der Bohrung 25a ist. Beide Dichtmittel 15 und 16 sind axial auf jeder Seite der ringförmigen Kammer 24 angeordnet, um eine Abdichtung sicherzustellen und eine Leckage von unter Druck stehendem Fluid zu verhindern.
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Eine Mutter 28 wird auf ein äußeres Gewinde 27c, das an einem oberen Ende 27d des Kolbens 27 vorgesehen ist, aufgeschraubt. Das obere Ende 27d des Kolbens 27 hat einen äußeren Durchmesser, der grundsätzlich geringer ist als der Durchmesser des Kolbenkörpers, der in der Bohrung 25c des Zylinders 25 angeordnet ist. Die Mutter 28 weist eine zentrale Bohrung auf, die mit einem ersten Bohrungsabschnitt 28a eines geringeren Durchmessers, der gleich dem Durchmesser des oberen Endes 27d ist, versehen ist, wobei der Abschnitt 28a ein Gewinde hat, das mit dem Gewinde 27c des Endes 27d zusammenwirkt. Die Bohrung der Mutter 28 weist einen zweiten Bohrungsabschnitt 28b auf, der zylindrisch ist und einen inneren Durchmesser hat, der gleich dem äußeren Durchmesser des Kolbenkörpers ist, der in der Bohrung 25c des Zylinders 25 angeordnet ist.
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Der Betrieb der hydraulischen Mutter 21 ist ähnlich zu dem Spanner 1, der sich nur darin unterscheidet, dass die Mutter 28 auf den Kolben 27 geschraubt wird, bis sie an einem oberen Flansch 25e eines oberen Endes des Zylinders 25 anstößt, nachdem die Gewindestange 2 gespannt und gestreckt ist. Der hydraulische Druck wird dann losgelassen. Die Mutter 28 wirkt auf den Zylinder 25 und der Kolben 27 und die Zugstange 26 bleiben dann in Position und halten die Gewindestange 2 gestreckt. Die Vorrichtung 21 bleibt dauerhaft in der Position, um das Festziehen der Struktur 4 sicherzustellen.
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Die technischen Merkmale der Ausführungsformen und Alternativen, die oben diskutiert wurden, können kombiniert werden.
