DE102022110079A1

DE102022110079A1 - Spreizbolzen, Verbindungsmittel und Verfahren zum lösbaren Verbinden zweier Plattenteile

Info

Publication number: DE102022110079A1
Application number: DE102022110079.0A
Authority: DE
Inventors: Celestino Accetturo
Original assignee: Rexnord Tollok Srl
Current assignee: Rexnord Tollok Srl
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-10-26

Abstract

Vorliegende Erfindung betrifft einen Spreizbolzen und eine Verbindungsmittel mit einem solchen Spreizbolzen, zur scherkraftbelasteten lösbaren Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile (110, 120) eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, der Spreizbolzen (1) umfassend: Eine Spreizhülse (10), mit ersten und zweiten Spreizhülsenenden (11, 12), ein Spreizelement (20), mit ersten und zweiten Spreizelementende (21, 22), der von Seiten des zweiten Spreizhülsenendes (12) in einen Innenraum (14) der Spreizhülse (10) einziehbar ist, wobei das Spreizelement (20) eine sich erweiternde Keilgeometrie (23), derart aufweist, das die Spreizhülse (10) beim Einziehen des Spreizelements (20) radial aufgeweitet wird, einen Zugbolzen (30), der von Seiten des ersten Spreizelementendes (21) in ein Innengewinde des Spreizelements (20) derart einschraubbar ist, dass er das Spreizelement (20) in die Spreizhülse (10) einzieht, und wenigstens einen Druckbolzen (40), der, nach dem Entfernen des Zugbolzens (30), in ein Innengewinde der Spreizhülse (10) derart einschraubbar ist, dass er eine Druckkraft auf das Spreizelement (20) in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende (11) der Spreizhülse (10) einwirkt, wodurch das Spreizelement (20) aus dem Innenraum (14) der Spreizhülse (10) herausgedrückt wird. Zudem betrifft die Erfindung Verfahren zum Herstellen bzw. Lösen einer solchen Verbindung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsmittel zur scherkraftbelasteten lösbaren Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile, insbesondere zweier Plattenteile eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb. Solche Plattenteile können beispielsweise zwei Flansche eines ersten und zweiten Kupplungselementes sein, die zur Bildung des Kupplungssystems miteinander verbunden werden müssen. Das erste Kupplungselement kann beispielsweise mit einem Antrieb, das zweite Kupplungselement beispielswiese mit einem Abtrieb verbunden werden. Über das Kupplungssystem können insbesondere Rotationskräfte vom Antrieb auf den Abtrieb und/oder umgekehrt übertragen werden.
Solche Verbindungsmittel, die einzelne Plattenteile bzw. Kupplungselemente eines Kupplungssystems, insbesondere für einen Schwerlasttrieb, miteinander verbinden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Mitunter werden hier Bolzenverbindungen verwendet, die über eine gemeinsame Verbindungsmittelaufnahme der zu verbindenden Plattenteile durch die Plattenteile hindurchgeführt und dann über Bolzenmuttern verspannt werden. Gerade bei Plattenteilen, die keine beidseitige Zugänglichkeit aufweisen, stößt dieses Verbindungsmittel jedoch an seine Grenzen. Auch ist die Herstellung und das Lösen der Verbindung zeitaufwändig.
Eine Besonderheit der Verbindungsmittel, insbesondere für Schwerlasttriebe, wie sie beispielsweise bei Windenergieanlagen zu finden sind, ist, dass Scherkräfte auf die Verbindungsmittel von meist über 500.000 Newton und mehr übertragen werden müssen. Die miteinander zu verbindenden Plattenteile und Kupplungselemente des Kupplungssystems wiegen dabei mehrere Tonnen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungsmittel und entsprechende Verbindungsverfahren zur Verfügung zu stellen, die die zuverlässige, einfach zu montierende und einfach zu lösende Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbarer Plattenteile eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb erlauben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungsmittel, einen Spreizbolzen, ein Verfahren zum scherkraftbelasteten lösbaren Verbinden und ein Verfahren zum Lösen einer scherkraftbelasteten Verbindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Insbesondere wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verbindungsmittel zur scherkraftbelasteten lösbaren Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, wobei die Plattenteile jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare erste und zweite Verbindungsmittelaufnahme aufweisen, umfassend wenigstens einen Spreizbolzen, der entlang seiner Haupterstreckungsachse A_SP axial in diese Verbindungsmittelaufnahmen einführbar und darin verriegelbar ist, der Spreizbolzen umfassend: eine rohrförmige Spreizhülse mit einem ersten Spreizhülsenende und einem zweiten Spreizhülsenende, ein Spreizelement mit einem ersten Spreizelementende und einem zweiten Spreizelementende, das mit seinem ersten Spreizelementende von Seiten des zweiten Spreizhülsenendes in einen Innenraum der Spreizhülse einziehbar ist, wobei das Spreizelement wenigstens abschnittsweise eine sich in Richtung vom ersten Spreizelementende zum zweiten Spreizelementende erweiternde Keilgeometrie, insbesondere Konusgeometrie, derart aufweist, dass die Spreizhülse beim Einziehen des Spreizelements in den Innenraum der Spreizhülse wenigstens abschnittsweise, insbesondere unter Relativfestlegung des ersten und zweiten Plattenteils, radial, optional wenigstens teil-elastisch aufgeweitet wird, einen Zugbolzen, der von Seiten des ersten Spreizelementendes und mit einem Bolzenkopf an ein Anschlagmittel der Spreizhülse anstehend, über eine gemeinsame Seele der Spreizhülse und des Spreizelements in ein Innengewinde des Spreizelements derart einschraubbar ist, dass er eine Zugkraft auf das Spreizelement in Richtung des ersten Spreizhülsenendes einwirkt, wodurch das Spreizelement in den Innenraum der Spreizhülse eingezogen wird, das Verbindungsmittel weiter umfassend: wenigstens einen Druckbolzen, der, anstelle des Zugbolzens ebenfalls von Seiten des ersten Spreizelementendes und mit einem Ausdrückmittel an ein Anschlagmittel des Spreizelements anstehend, über die gemeinsame Seele der Spreizhülse und des Spreizelements in ein Innengewinde der Spreizhülse derart einschraubbar ist, dass er eine Druckkraft auf das Spreizelement in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende der Spreizhülse einwirkt, wodurch das Spreizelement aus dem Innenraum der Spreizhülse herausgedrückt wird.
Darüber hinaus wird diese Aufgabe gelöst durch einen Spreizbolzen, zur scherkraftbelasteten lösbaren Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, wobei die Plattenteile jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare Verbindungsmittelaufnahme aufweisen, in die der Spreizbolzen entlang seiner Haupterstreckungsachse ASP axial einführbar ist, der Spreizbolzen umfassend: Eine rohrförmige Spreizhülse mit einem ersten Spreizhülsenende und einem zweiten Spreizhülsenende, ein Spreizelement mit einem ersten Spreizelementende und einem zweiten Spreizelementende, das mit seinem ersten Spreizelementende von Seiten des zweiten Spreizhülsenendes in einen Innenraum der Spreizhülse einziehbar ist, wobei das Spreizelement wenigstens abschnittsweise eine sich in Richtung vom ersten Spreizelementende zum zweiten Spreizelementende erweiternde Keilgeometrie, insbesondere Konusgeometrie, derart aufweist, das die Spreizhülse beim Einziehen des Spreizelements in den Innenraum der Spreizhülse, wenigstens abschnittsweise, insbesondere unter Relativfestlegung des ersten und zweiten Plattenelementes, radial, optional wenigstens teil-elastisch aufgeweitet wird, einen Zugbolzen, der von Seiten des ersten Spreizelementendes und an ein Anschlagmittel der Spreizhülse anstehend, über eine gemeinsame Seele der Spreizhülse und des Spreizelements in ein Innengewinde des Spreizelements derart einschraubbar ist, dass er eine Zugkraft auf das Spreizelement in Richtung des ersten Spreizhülsenendes einwirkt, wodurch das Spreizelement in den Innenraum der Spreizhülse eingezogen wird, wobei das Spreizelement ein Anschlagmittel aufweist, und wobei die Spreizhülse in ihrer Seele ein Innengewinde derart aufweist, dass darin ein Druckbolzen, der, anstelle des Zugbolzens, ebenfalls von Seiten des ersten Spreizelementendes und an das Anschlagmittel des Spreizelements anstehend, über die gemeinsame Seele der Spreizhülse und des Spreizelements einschraubbar ist, so dass er eine Druckkraft auf das Spreizelement in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende der Spreizhülse einwirkt, wodurch das Spreizelement aus dem Innenraum der Spreizhülse herausgedrückt wird.
Auch wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum scherkraftbelasteten lösbaren Verbinden zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, wobei die Plattenteile jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare Verbindungsmittelaufnahme aufweisen, unter Verwendung eines Verbindungsmittels wie es hierin beschrieben ist, umfassend die folgenden Schritte: Einführen des Spreizbolzens in die beiden in Deckung liegenden Verbindungsmittelaufnahmen der ersten und zweiten Plattenteile, wobei der Zugbolzen in einem freien Sitz in das Innengewinde des Spreizelements eingeschraubt ist; Einwirken einer Spreizkraft zwischen Bolzenkopf und Anschlagmittel mittels des Hebelwerkzeugs derart, dass sich der Bolzenkopf vom Anschlagmittel wegbewegt und das Spreizelement wenigstens teilweise in den Innenraum der Spreizhülse eingezogen wird; weiteres Einschrauben des Zugbolzens in das Innengewinde des Spreizelements derart, dass dieser unter Anstehen des Bolzenkopfs am Anschlagmittel der Spreizhülse eine Zugkraft auf das Spreizelement in Richtung des ersten Spreizhülsenendes einwirkt, wodurch das Spreizelement, optional unter wenigstens teil-elastischer Aufweitung der Spreizhülse in den Innenraum der Spreizhülse eingezogen wird.
Schließlich wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Lösen einer scherkraftbelasteten Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, die unter Verwendung eines Verbindungsmittels wie es hierin beschrieben ist hergestellt ist, wobei die Plattenteile jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare Verbindungsmittelaufnahme aufweisen, umfassend die folgenden Schritte: Ausschrauben des Zugbolzens aus dem Innenwinde des Spreizelements und Entfernen aus der gemeinsamen Seele der Spreizhülse und des Spreizelements; Einschrauben des Druckbolzens von Seiten des ersten Spreizelementendes über die gemeinsame Seele in das Innengewinde der Spreizhülse derart, dass dieser mit seinem Ausdrückmittel an das Anschlagmittel des Spreizelements ansteht und eine Druckkraft auf das Spreizelement in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende der Spreizhülse einwirkt, wodurch das Spreizelement aus dem Innenraum der Spreizhülse herausgedrückt wird.
Es ist denkbar, einen einzigen Druckbolzen oder eine geringer Menge als die Menge an Spreizbolzen, für eine Mehrzahl an Spreizbolzen zur Verfügung zu stellen. Dies ist vom Wortlaut der unabhängigen Ansprüche mit umfasst. Insofern betrifft die Erfindung auch ein Set aus Spreizbolzen, umfassend wenigstens einen gemeinsamen Druckbolzen, der wahlweise mit jedem Einzelnen der Spreizbolzen verwendbar ist. Auch umfasst die Erfindung einen Spreizbolzen, der derart gemäß dem Wortlaut der unabhängigen Ansprüche ausgebildet ist, das darin ein Druckbolzen, wie er hier beschrieben ist angewendet werden kann.
Es ist in Bezug auf die beiden Plattenteile denkbar, dass diese in Form von komplementären Flanschen, insbesondere von ersten und zweiten Kupplungselementen ausgebildet sind. Es ist auch denkbar, dass die beiden Plattenteile relativ zu einer rotierbar angeordnet sind. Sie sind optional im verbundenen Zustand gemeinsam um eine Rotationsachse rotierbar angeordnet. Im verbundenen Zustand kann optional ein Drehmoment zwischen erstem und zweitem Plattenteil übertragen werden.
Die erste und/oder zweite Verbindungsmittelaufnahme können als Durchgänge von einer Vorder- zu einer Rückseite des jeweiligen Plattenteiles, insbesondere als Bohrungen ausgeführt sein. Bei einer solchen Ausführung durchdringt die Verbindungsmittelaufnahme das Plattenteil vollständig.
Es ist auch denkbar, dass eine Verbindungsmittelaufnahme als Sackloch in einer Vorder- oder einer Rückseite des jeweiligen Plattenteils, insbesondere als Bohrung ausgeführt ist. Bei einer solchen Ausführung durchdringt die Verbindungsmittelaufnahme das Plattenteil nicht vollständig.
Eine Seele kann als vollständiger Durchgang von ersten Ende zum zweiten Ende der Spreizhülse bzw. des Spreizelementes ausgebildet sein, insbesondere als Bohrung. Es ist auch denkbar, dass eine Seele in Form eines Sacklochs, insbesondere ausgehend vom ersten Ende des Spreizelementes, und insbesondere als Bohrung ausgeführt ist.
Freier Sitz kann bedeuten, dass im Wesentlich keine Zugkraft, resultierend durch das Einschrauben, auf den Zugbolzen wirkt, und insbesondere keine Kraft wirkt, die durch ein Einziehen des Spreizelementes in den Innenraum der Spreizhülse ein Aufweiten der Spreizhülse in Radialrichtung bewirkt. Der freie Sitz ist insbesondere derart ausgebildet, dass Zugbolzen, Spreizelement und Spreizhülse miteinander Verbund sind, und sich so beim Einfuhren in die Verbindungsmittelaufnahmen nicht voneinander separieren können. Optional ist dieser freie Sitz dadurch gekennzeichnet, dass der Zugbolzen wenigstens geringfügig zusammen mit dem Spreizelement in Axialrichtung des Spreizbolzens insbesondere werkzeuglos und ohne Aufweiten der Spreizhülse relativ zu dieser bewegbar ist.
Ein wichtiger Punkt der Erfindung ist die Ausbildung eines Zugbolzens und eines Druckbolzen bzw. die Verwendung des Druckbolzens alternativ zum Zugbolzen, um über den Zugsbolzen eine Verbindung der zwei Plattenteile zu wirken, und über den Druckbolzen eine, insbesondere über den Zugbolzen im Spreizbolzen hergestellte Verbindung der zwei Plattenteile zu lösen.
Durch das schrittweise Einschrauben des Druckbolzens in das Innengewinde der Spreizhülse, erfolgt auf einfache Art und Weise, insbesondere durch das Anstehen des Ausdrückmittels am Anschlagmittel des Spreizelementes und die resultierende, in Hauterstreckungsrichtung des Spreizbolzens wirkende Kraft, ein Ausdrücken des Spreizelementes aus der Spreizhülse. Die Spreizhülse ist optional wenigstens teil-elastisch hergestellt bzw. aus einem wenigstens teil-elastischen Material hergestellt, sodass sie sich nach dem Ausdrücken oder während des Ausdrückens des Spreizelements wenigstens teilweise radial zusammenzieht, wodurch die Presspassung zwischen dem Spreizbolzen und der Verbindungsmittelaufnahme bzw. der jeweiligen Plattenteile reduziert und optional vollständig gelöst wird.
Durch das Einführen des Spreizbolzens in die erste und zweite Verbindungsmittelaufnahme und das anschließende Einziehen des Spreizelementes über den Zugbolzen in die Spreizhülse, kommt es zu einem radialen Aufweiten der Spreizhülse und so zu einer Relativfestlegung des ersten und zweiten Plattenteiles. Durch das Ausdrücken des Spreizelementes aus der Hülse kommt es zu einer Abnahme der durch das Aufweiten der Spreizhülse resultierenden auf die Innenwandung der ersten und/oder zweiten Verbindungsmittelaufnahme wirkenden Radialkraft, und optional zu einem radialen Verkleinern der Spreizhülse, und somit zu einem Lösen dieser Relativfestlegung, sodass der Spreizbolzen aus der Verbindungsmittelaufnahme entfernt werden kann und/oder das erste Plattenteile relativ zum zweiten Plattenteil bewegt werden kann. Es ist denkbar, den Spreizbolzen so auszubilden, dass die Presspassung zwischen Spreizbolzen und insbesondere Spreizhülse und dem ersten und zweiten Plattenteil jeweils nur bei einem Plattenteil gelöst wird. Es ist also denkbar, dass die Presspassung zwischen zweitem Plattenteil und Spreizbolzen gelöst ist, während noch ein fester Sitz zwischen dem ersten Plattenteil und dem Spreizbolzen besteht. Dies ist natürlich auch umgekehrt möglich.
Optional ist das Innengewinde der Spreizhülse in einem Bereich angeordnet, der beim Einziehen des Spreizelementes nicht radial aufgeweitete wird. Optional liegt das Innengewinde der Spreizhülse näher am ersten Ende der Spreizhülse als der Bereich, der radial aufgeweitet wird. Es auch denkbar, mehrere Teilbereich an der Spreizhülse vorzusehen, die insbesondere in Haupterstreckungsrichtung der Spreizhülse hinter einander angeordnet sind, die beim Einziehen des Spreizelementes aufgeweitet werden. Es ist insbesondere in diesem Zusammenhang denkbar, dass das Spreizelement eine Mehrzahl an Teilbereichen aufweist, die jeweils eine Keilgeometrie aufweisen, und die insbesondere in Haupterstreckungsrichtung des Spreizelementes hinter einander angeordnet sind. Beide Ausführungen können vom Anspruchswortlaut der unabhängigen Ansprüche mitumfasst sein. Selbiges gilt für die Anzahl an Innen- und Außengewinden. Auch hier können jeweils eine Mehrzahl ausgebildet sein.
Optional gilt, dass der Zugbolzen ein Außengewinde aufweist, über das er nur in das Innengewinde des Spreizelementes und nicht in das Innengewinde der Spreizhülse einschraubbar ist, und/oder der Druckbolzen ein Außengewinde aufweist, über das er nur in das Innengewinde der Spreizhülse und nicht in das Innengewinde des Spreizelementes einschraubbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Zugbolzen zum Herstellen der Verbindung zwischen den beide Plattenteilen zu verwenden und den Druckbolzen zum Lösen.
Optional sind die Bauteile derart relativ zueinander ausgebildet, dass das Außengewinde des Zugbolzens nicht mit dem Innengewinde der Spreizhülse greift und/oder das Außengewinde des Druckbolzens nicht mit dem Innengewinde des Spreizelementes greift. Es ist denkbar, dass die jeweiligen Gewinde derart ausgebildet sind, dass u.a. das Außengewinde des Zugbolzens das Innengewinde der Spreizhülse beim Einziehen berührt, aber nicht in eine in Bezug auf das Lösen bzw. Herstellen der Verbindung relevante Kraftkopplung tritt. Selbiges gilt für das Außengewinde des Druckbolzens und das Innengewinde des Spreizelementes. Optional erfolgt das gegenseitige kraftschlüssige Koppeln der jeweiligen Innen- und Außengewinde unter axiale Ausrichtung der jeweiligen Bolzen in Bezug auf die Haupterstreckungsachse des Spreizbolzens und/oder der Verbindungsmittelaufnahme.
Optional gilt, dass das Innengewinde der Spreizhülse und das Innengewinde des Spreizelementes unterschiedliche Gewinde sind, insbesondere, dass das Innengewinde der Spreizhülse einen größeren Gewindedurchmesser aufweist, als das Innengewinde des Spreizelements. Optional gilt, dass das Außengewinde des Zugbolzens und das Außengewinde des Druckbolzens unterschiedliche Gewinde sind, insbesondere, dass das Außengewinde des Druckbolzens einen größeren Gewindedurchmesser aufweist, als das Außengewinde des Zugbolzens. Die Unterschiede sind optional so gewählt, dass der Zugbolzen mit seinem Außengewinde nicht am Innengewinde der Spreizhülse kraftschlüssig greift und/oder der Druckbolzen mit seinem Außengewinde nicht am Innengewinde des Spreizelementes kraftschlüssig greift.
Optional gilt, dass das Innengewinde des Spreizelementes eine Nenngröße von größer 25 mm, optional größer 30 mm aufweist, während das Innengewinde der Spreizhülse einen Nenngröße aufweist, die um wenigstens 10 % größer ist als die Nenngröße des Innengewindes des Spreizelementes. Optional ist die Nenngröße des Innengewindes der Spreizhülse in einem solchen Fall gerade so viel größer, dass es nicht zu einer in Bezug auf das Verbindungs- und Löseverhalten relevanten Kraftkopplung mit dem Druckbolzen bzw. seinem Außengewinde kommt. Optional beträgt das Verhältnis der Nenngrößen des Innengewindes der Spreizhülse und des Innengewindes des Spreizelementes auf wenigstens 25 mm zu 27 mm, optional wenigstens 27 mm zu 30 mm, weiter optional wenigstens 30 mm zu 33 mm. Die Gewindeverhältnisse sind hier in metrischen Gewindegrößen angegeben, sie lassen sich natürlich aber auch auf andere Gewindesysteme übertragen. Alle in dieser Passage geführten Definitionen, können optional oder alternativ auch am Zug- bzw. Druckbolzen ausgebildet sein.
Optional gilt, dass das Innengewinde der Spreizhülse eine größere Gewindesteigung aufweist als das Innengewinde des Spreizelementes und/oder, dass das das Außengewinde des Druckbolzens eine größere Gewindesteigung aufweist als das Außengewinde des Zugbolzens. Auf diese Weise lässt sich den unterschiedlichen Kräften, die beim Verbinden und Lösen der Verbindung auftreten und insbesondere aus dem Aufweiten der Spreizhülse resultieren, Rechnung tragen.
Optional gilt, dass das Anschlagmittel der Spreizhülse an einem Stirnseitenbereich des ersten Spreizhülsenendes, insbesondere an deren Stirnseite ausgebildet ist. Optional gilt, dass das Anschlagmittel des Spreizelementes an einem Stirnseitbereich des ersten Spreizelementendes, insbesondere seiner Stirnseite und/oder in Richtung des zweiten Spreizelementes hinter dessen Innengewinde und/oder als ein Sackloch im Spreizelement ausgebildet ist.
Das Anschlagmittel der Spreizhülse kann beispielsweise als Stirnseitenplatte der Spreizhülse insbesondere an seinem ersten Spreizhülsenende ausgebildet sein. Das Anschlagmittel der Spreizhülse ist optional derart ausgebildet, dass darüber eine Kraftkopplung mit dem Bolzenkopf des Zugbolzens möglich ist. Der Zugbolzen weist dazu vorzugsweise einen Bolzenkopf auf, der gegen das Anschlagmittel derart ansteht, dass er eine Zugkraft auf die Spreizhülse übertragen kann, die in Reaktion darauf das Spreizelement in die Spreizhülse beim Einschrauben des Zugbolzens einzieht.
Das Anschlagmittel des Spreizelementes kann ebenfalls an einem Stirnseitenbereich des ersten Spreizelementes ausgebildet sein. Insbesondere in einem solchen Fall ist beispielsweise die radiale Dicke des Spreizelementes im Bereich des ersten Spreizelementendes derart gewählt, dass es in die Seele des Spreizbolzens einragt, sodass der Druckbolzen gegen diesen einragenden Bereich anstehen kann. Optional ist es denkbar, dass das Anschlagmittel des Spreizelementes in Richtung des zweiten Spreizelementendes hinter dem Innengewinde ausgebildet ist, und zwar derart, dass ein entsprechender Ausdrückbereich des Druckbolzens daran anstehen kann. Es kann als Vorsprung ausgebildet sein, der in die Seele einragt. Insbesondere kann ein Anschlagmittel als Sackloch oder dergleichen Anschlagfläche ausgebildet sein, gegen das das Ausdrückmittel des Druckbolzens anstehen kann. Dieses Sackloch kann vollständig geschlossen sein, es kann aber auch eine Seele aufweisen, die einen optional geringeren Radius aufweist als die Seele bzw. der Radius des Ausdrückmittels.
Optional gilt, dass der Druckbolzen eine Zylinderform oder dergleichen längliche, insbesondere um die Längsachse des Druckbolzens rotationssymmetrische Volumenform aufweist, umfassend einen Außengewindebereich und in Richtung der Längsachse des Druckbolzens, insbesondere in Richtung des freien Endes des Druckbolzens folgend, das Ausdrückmittel, wobei optional der Außengewindebereich einen größeren Durchmesser aufweist als das Ausdrückmittel.
Optional gilt, dass der Durchmesser des Ausdrückmittels kleiner ist als die Nenngröße des Innengewindes des Spreizelementes.
Optional gilt, dass die Keilgeometrie eine Konusgeometrie ist, mit einem Konuswinkel von 3 Grad bis 9 Grad, optional 4 Grad bis 8 Grad, weiter optional 6 Grad.
Wie bereits erwähnt, wird die obige Aufgabe auch gelöst durch einen Spreizbolzen zur scherkraftbelasteten lösbaren Verbindung solcher Plattenteile. Aus Redundanzgründen wird hier nicht explizit auf die jeweiligen möglichen Ausführungsformen eines solchen Spreizbolzens verwiesen, sondern auf sämtliche Ausführungen zu dem hier offenbarten Verbindungsmittel aber auch den offenbarten Verfahren verwiesen. Sämtliche Ausführungsformen sind auf einen solchen Spreizbolzen identisch übertragbar und auch umgekehrt.
Selbiges gilt für die hier beschriebenen Verfahren zum scherkraftbelasteten lösbaren Verbinden bzw. Lösen zweier Plattenteile eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb.
Hinsichtlich des Verfahrens zum scherkraftbelasteten lösbaren Verbinden zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile, gilt optional, dass der Bolzenkopf relativ zur Spreizhülse derart angeordnet wird, dass zwischen Bolzenkopf und Anschlagmittel der Spreizhülse ein Werkzeugaufnahmespalt gebildet wird, wobei das Hebelwerkzeugs im Werkzeugaufnahmespalt angeordnet wird. Auch ist es denkbar, dass nach dem Einwirken einer Spreizkraft, das Hebelwerkzeug aus dem Werkzeugaufnahmespalt entfernt wird.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:

1 eine isometrische Darstellung einer Ausführungsform des Verbindungsmittels bzw. Spreizbolzens;
2 eine Explosionsdarstellung der Darstellung gemäß 1;
3 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform gemäß 1;
4 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform gemäß 1 in verbautem Zustand;
5 eine Stirnseitenansicht der Ausführungsform gemäß 1;
6 und 7 schematische Darstellungen beim Herstellen einer Verbindung unter Verwendung einer weiteren Ausführungsform des Verbindungsmittels bzw. Spreizbolzens;
8 bis 10 eine schematische Darstellung beim Lösen der Verbindung uner Verwendung einer weiteren Ausführungsform des Verbindungsmittels bzw. Spreizbolzens;
11 und 12 unterschiedliche Ansichten einer Ausführungsform eines Hebelwerkzeuges;
13 und 14 unterschiedliche Ansichten des Hebelwerkzeuges, angesetzt an der Ausführungsform des Verbindungsmittels bzw. Spreizbolzens;
15 Seitenansicht einer Ausführungsform eines Zugbolzens; und
16 eine Ausführungsform eines Druckbolzens.

Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkende Bauteile dieselben Bezugsziffern verwendet, wobei bisweilen Hochindizes ihre Anwendung finden.
Die 1 bis 5 zeigen unterschiedliche Darstellungen und Ansichten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungsmittels bzw. des Spreizbolzens 1. Wie in 4 dargestellt, dient der Spreizbolzen der lösbaren Verbindung zweier hier relativ zueinander verschiebbar, insbesondere um die Haupterstreckungsachse A_SP rotierbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile 110, 120. Diese Plattenteile 110, 120 können beispielsweise zwei Flansche eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb sein.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform weisen die Plattenteile 110, 120 jeweils erste und zweite Verbindungsmittelaufnahmen 112, 122 auf. Diese Verbindungsmittelaufnahmen 112, 122 befinden sich hier in Deckung, und zwar entlang der eingezeichneten Haupterstreckungsachse A_SP. In die beiden in Deckung liegenden Verbindungsmittelaufnahmen 112, 122 ist der erfindungsgemäße Spreizbolzen 1 einführbar und darüber hinaus darin derart verriegelbar, dass eine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Plattenteil 110, 120 sicher verhinderbar ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Spreizbolzens ist diese Verbindung lösbar ausgeführt.
Der Spreizbolzen selbst ist optional so ausgeführt, dass er Scherkräfte zwischen den beiden Plattenteilen von über 500.000 Newton, optional über 600.000 Newton und weiter optional über 700.000 Newton abtragen kann. Die miteinander zu verbindenden Plattenteile haben dabei optional ein Gewicht von mehreren Tonnen, optional über zwei Tonnen. Es ist denkbar, den erfindungsgemäßen Spreizbolzen mit einem Durchmesser von größer 15 mm, optional größer 30 mm und weiter optional größer 50 mm herzustellen. Eine Durchmessergröße beträgt mitunter auch um die 200 mm. Eine Länge des Bolzens kann optional wenigstens 50 mm, weiter optional wenigstens 100 mm betragen. Eine maximale Länge kann auch um die 500 mm betragen.
Zur Festlegung des Spreizbolzens 1 in der gemeinsamen Verbindungsmittelaufnahme 112, 122 des Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, weist der Spreizbolzen eine hier rohrförmige Spreizhülse 10 auf, mit einem ersten Spreizhülsenende 11 und einem zweiten Spreizhülsenende 12. Die Spreizhülse ist hier optional als Zylinderbauteil ausgeführt. Sie weist eine Seele 16 auf, die sich optional vom ersten Spreizhülsenende 11 zum zweiten Spreizhülsenende 12 erstreckt.
Der Spreizbolzen 1 weist weiter ein Spreizelement 20 auf, mit einem ersten Spreizelementende 21 und einem zweiten Spreizelementende 22. Auch das Spreizelement 20 weist eine Seele 26 auf, die sich wenigstens teilweise im Inneren des Spreizelementes 20 erstreckt. Optional ist diese Seele nicht gänzlich durchgängig vom ersten Spreizelementende 21 zum zweiten Spreizelementende 22 durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform weist diese Seele ein Anschlagmittel 29, optional in Form eines Sackloches, auf. Das Spreizelement 20 ist mit seinem ersten Spreizelementende 21 vonseiten des zweiten Spreizhülsenendes 12 in einen Innenraum 14 der Spreizhülse 10 einziehbar. Dieser eingezogene Zustand ist insbesondere in den 3 und 4 dargestellt. Durch das Einziehen weitet sich die Spreizhülse in radialer Richtung R (siehe 4) auf. Dieses Aufweiten erfolgt hier in einem Aufweitungsbereich 13. Die jeweilige radiale Aufweitung nimmt, betrachtet entlang der Haupterstreckungsachse A_SP in Richtung des zweiten Spreizhülsenendes optional zu.
Das Spreizelement 20 weist wenigstens abschnittsweise eine sich in Richtung vom ersten Spreizelementende 21 zum zweiten Spreizelementende 22 erweiternde Keilgeometrie 23 auf, die derart ausgebildet ist, dass die Spreizhülse 10 beim Einziehen des Spreizelementes 20 in den Innenraum 14 der Spreizhülse 10 wenigstens abschnittsweise radial und optional wenigstens teil-elastisch aufgeweitet wird. Wie dargestellt, kann die Keilgeometrie eine Konusgeometrie aufweisen, mit einem Konuswinkel α von 3 Grad bis 9 Grad, optional 4 Grad bis 8 Grad, weiter optional 6 Grad.
Insbesondere ist das Material der Bauteile, insbesondere der Spreizhülse, und weiter optional im Aufweitungsbereich 13, so ausgebildet, dass eine solche teil-elastische Aufweitung möglich ist. Daraus resultierend, kommt es zu einer Presskraft, wirkend von der Spreizhülse auf das zweite und/oder erste Plattenteil. Nach dem Entfernen des Spreizelementes 20 wird diese Presskraft reduziert; es kommt es optional zu einer wenigstens teilweisen Rückbildung des aufgeweiteten Radius.
Dargestellt ist in 4 unter anderem, dass der Zugbolzen 30 ein Außengewinde 38 aufweist, über das er in das Innengewinde 28 des Spreizelementes 20 einschraubbar ist. Da der Zugbolzen 30 mit seinem Bolzenkopf 32 beim Einschrauben an einem Anschlagmittel 19 der Spreizhülse und insbesondere angeordnet am ersten Spreizhülsenende 11 anstehen kann, kommt es während des Einschraubens zu einem Einziehen des Spreizelementes 20 in den Innenraum 14 der Spreizhülse.
Optional weist die Spreizhülse 10 ein Innengewinde 18 auf, das derart ausgebildet ist, dass dieses beim Einschrauben des Zugbolzens 30 nicht mit dem Außengewinde 38 des Zugbolzens 30 in Kraftkopplung tritt. Es ist möglich, dass eine Berührung zwischen Innengewinde 18 und Außengewinde 38 auftritt, die resultierenden Relativkräfte sind jedoch optional derart gering, dass es beim Einschrauben des Zugbolzens 30 in das Innengewinde 28 nicht zu einer das Einziehen des Spreizelementes 20 in den Innenraum 14 der Spreizhülse 30 verhindernden Kraft oder Gegenkraft kommt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Zugbolzen 30 koaxial zur Haupterstreckungsachse A_SP insbesondere des Spreizbolzens in die gemeinsame Seele 16, 26 von Spreizhülse und Spreizelement eingeführt wird.
4 zeigt einen Zustand, in dem das Spreizelement 20 im Wesentlichen vollständig in den Innenraum 14 der Spreizhülse 10 eingezogen ist. Dabei ist es denkbar, dass ein zweites Ende 32 des Zugbolzens an einem Anschlagmittel 29` des Spreizelementes 20 ansteht. Auf diese Weise kann ein maximaler Einzug des Spreizelementes 20 in den Innenraum 14 definiert werden. Es ist auch denkbar, dass dieses Anschlagmittel 29` derart ausgebildet ist, dass es bei vollständigem Einziehen des Spreizelementes 20 in den Innenraum 14 nicht am Zugbolzen 30 und insbesondere an einem zweiten Ende 32 ansteht. Man hätte also noch „Luft“ für ein weiteres Einziehen.
In 4 ist weiter dargestellt, dass das Innengewinde 18 in einem Vorsprungbereich 9 ausgebildet ist, der insbesondere entlang der Haupterstreckungsachse A_SP linksseitig und/oder rechtsseitig, also in Richtung des ersten Spreizhülsenendes 11 bzw. in Richtung des zweiten Spreizhülsenendes 12 von zurückspringenden Bereichen 7 eingegrenzt ist. Der Innengewindebereich 18 bzw. das Innengewinde 18 kann entlang der Haupterstreckungsachse A_SP insbesondere in Richtung des zweiten Spreizhülsenendes 12 direkt an den Innenraum 14 anschließen. Der Innenraum 14 weist in Teilbereichen die in Richtung des zweiten Spreizelementendes 22 verlaufende erweiternde Keilform auf, die in Richtung des ersten Spreizelementendes 21 optional in einer Nicht-Keilform, insbesondere einer Zylinderform endet. Dieser Bereich weit dann keine Keilform, also keinen sich entlang der Haupterstreckungsachse A_SP erweiternden oder verringernden Querschnitt auf. Ein Übergangsbereich zwischen diesem zylinderförmigen Bereich und dem keilförmigen Bereich kann unstetig, insbesondere abgewinkelt erfolgen.
Die beim Einziehen miteinander in Kontakt tretenden Reibflächen, nämlich eine Reibfläche 15 der Spreizhülse 10 und eine Reibfläche 25 des Spreizelementes 25 (siehe 4) sind optional derart ausgebildet, dass sie eine möglichst geringe Gleitreibung relativ zueinander bilden. Optional kann zwischen diesen beiden Reibflächen 15, 25 ein Gleitmittel, insbesondere Fett, angeordnet sein. Es sind optional auch entsprechende Beschichtungen oder Polierbereiche vorgesehen, in denen wenigstens eine Reibfläche poliert ist.
Die 6 und 7 zeigen den Einziehvorgang des Spreizelementes und somit den Aktivierungsvorgang des Spreizbolzens 1. Dargestellt ist schematisch ein Kräftezustand, der beim Einziehen des Spreizelementes 20 in den Innenraum 14 der Spreizhülse 10 auftritt. Dargestellt ist eine Kraft F₁, die zwischen dem Bolzenkopf 32 und dem Anschlagmittel 19 auftritt, und eine Kraftkopplung zwischen dem Außengewinde 38 des Zugbolzens 30 und dem Innengewinde 28 des Spreizelementes 20. Der Wirkungsort der resultierenden Kraft F₂, die das Spreizelement beim Einschrauben des Zugbolzens 30 in den Innenraum 14 zieht, ist durch die entsprechenden Ellipsen, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 70, dargestellt.
Weiter dargestellt ist die durch das Einziehen resultierende radial wirkende Spreizkraft F₄, die zur Aufweitung der Spreizhülse 10 im Aufweitungsbereich 13 in den Radialrichtungen R (siehe 4) führt, und die aus der relativen Gleitbewegung der Reibflächen 15, 25 resultiert. Der Gleitbereich ist durch die viereckigen Markierungen 72 gekennzeichnet.
Um diese Aufweitung zu erleichtern, sind optional, und weiter optional achsparallel zur Haupterstreckungsachse A_SP verlaufende Schlitze 82 in der Wandung 80 der Spreizhülse 10 vorgesehen (siehe 6 und 8), die sich optional, ausgehend vom zweiten Ende 21 der Spreizhülse, zu wenigstens 80 %, optional zu wenigstens 90 % bis zum Übergangsbereich 27 (siehe 2, 3 und 7) erstrecken, in dem das Spreizelement 20 von seiner Keilform in die Nicht-Keilform übergeht. Weiter vorgesehen sind in Umfangsrichtung der Spreizhülse 10 verlaufende Nuten 84, vorzugsweise wenigstens 2 parallel zueinander in Umfangsrichtung verlaufende Nuten 84.
Die 8 bis 10 zeigen den Lösevorgang des Spreizbolzens 1 und insbesondere das Ausdrücken des Spreizelementes 20 aus dem Innenraum 14 der Spreizhülse 10. Dazu wird der Zugbolzen 30 aus den Seele 16, 26 entfernt und durch den Druckbolzen 40 ersetzt. Dieser Druckbolzen 40 weist ein Außengewinde 48 auf, über das er in das Innengewinde 18 der Spreizhülse 10 einschraubbar ist. Dieses Außengewinde 48 ist dabei derart ausgebildet, dass es nicht in das Innengewinde 28 des Spreizelementes 20 einschraubbar ist und/oder nicht mit diesem in wirksame Kraftkopplung bringbar ist.
15 und 16 zeigen jeweils eine Ausführung des Zugbolzens 30 und des Druckbolzens 40. Dargestellt ist das Außengewinde 38 des Zugbolzens 30 (siehe 15) und das Außengewinde 48 des Druckbolzens 40.
Optional weist dieser Druckbolzen 40 ein Ausdrückmittel 44 an seinem hier dargestellten rechten Ende auf. Optional kann ein Ausdrückmittel 44` auch in einem anderen, insbesondere mittigen Bereich vorgesehen sein. Bei einer solchen weiteren Ausführungsform kann ein Ausdrückmittel 44' auch oder alternativ am Übergangsbereich 43 zwischen Außengewindebereich 48 und Ausdrückbereich 41 vorgesehen sein. In 16 ist ein Ausdrückmittel am linksseitigen Endbereich des Ausdrückbereiches 41 vorgesehen
Optional gilt, dass das Innengewinde 18 der Spreizhülse 10 und das Innengewinde 28 des Spreizelementes 20 unterschiedliche Gewinde sind. Weiter optional weist das Innengewinde 18 der Spreizhülse 10 eine größeres Gewinde-Nenngröße auf bzw. es weist einen größeren Gewindedurchmesser auf als das Innengewinde des Spreizelementes 20. Insbesondere ist es denkbar, dass das Innengewinde 28 des Spreizelementes 20 eine Nenngröße von größer 25 mm, optional größer 30 mm aufweist, und das Innengewinde 18 der Spreizhülse 10 eine Nenngröße ausweist, die um wenigstens 10 % größer ist als die Nenngröße des Innengewindes 28 des Spreizelementes 20. Weiter optional kann das Verhältnis der Nenngrößen des Innengewindes 18 der Spreizhülse und des Innengewindes 28 des Spreizelementes 20 wenigstens 25 mm zu 27 mm, optional wenigstens 27 mm zu 30 mm, weiter optional wenigstens 30 mm zu 33 mm betragen.
Während des Einschraubens des Druckbolzens 40 in die Seele 16 der Spreizhülse 10 bzw. mit seinem Außengewinde 48 in das Innengewinde 18, tritt ein Ausdrückmittel 44 mit dem Anschlagmittel 29 des Spreizelementes 20 derart in Kraftkopplung, wobei es optional daran ansteht, dass es während des Einschraubens eine Druckkraft F₁₁ auf das Spreizelement 20 in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende 11 der Spreizhülse 10 bewirkt, wodurch das Spreizelement 20 aus dem Innenraum 14 der Spreizhülse 10 herausgedrückt wird.
Die dabei wirkenden Kräfte sind in den 9 und 10 dargestellt. Bezeichnet ist der Kraftkopplungsbereich, gekennzeichnet durch die Ellipsen 71, zwischen Außengewinde 48 des Druckbolzens 40 und Innengewinde 18 der Spreizhülse 10, sowie der resultierende Kräftebereich 73, in dem es die Reibkräfte F₁₅ zwischen den beiden Reibflächen 15, 25 zu überwinden gilt.
In 10 ist die resultierende Verschiebung, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 76, wirkend auf das Spreizelement 20, dargestellt. Ebenfalls ist wieder die in den durch das Bezugszeichen 73 bezeichneten Bereichen der Reibflächen 15, 25 wirkende Gleitreibung F₁₅ visualisiert, die durch die ausdrückende Kraft F₁₁ überwunden wird, sodass es zu einem Verschieben des Spreizelementes 20 kommt.
In Ergänzung zu den 6 bis 10 sei angemerkt, dass das Anschlagmittel 19 der Spreizhülse 10 an einem Stirnseitenbereich des ersten Spreizhülsenendes 11 ausgebildet sein kann. Auch ist denkbar, dass das Anschlagmittel 29 des Spreizelementes 20 an einem Stirnseitenbereich des ersten Spreizelementes 21 und/oder in Richtung des zweiten Spreizelementes 22 hinter dessen Innengewinde 28 und/oder als ein Sackloch 29 im Spreizelement 10 ausgebildet ist. Ein solches Sackloch 29 ist beispielsweise in den 9 und 10 dargestellt.
Weiter ist dargestellt, dass der Druckbolzen 40 eine Zylinderform oder dergleichen längliche, insbesondere um seine Längsachse rotationssymmetrisch verlaufende Volumenform aufweisen kann. Er kann den Außengewindebereich 48 und in Richtung der Längsachse des Druckbolzens 40 folgend das Ausdrückmittel 44 aufweisen, wobei der Außengewindebereich einen größeren Durchmesser aufweisen kann, als das Ausdrückmittel 44. Optional ist der Durchmesser des Ausdrückmittels 44 kleiner als die Nenngröße des Innengewindes 28 des Spreizelementes 20. Dies ist exemplarisch insbesondere aus den 9 und 10 ersichtlich.
Wie erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum scherkraftbelasteten lösbaren Verbinden zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile 110, 120 eines Kupplungssystems für einen Schwerlastantrieb, wobei die Plattenteile 110, 120 jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare Verbindungsmittelaufnahme 112, 122 aufweisen. Diese Plattenteile 110, 120 sind, wie bereits erwähnt, exemplarisch in den 4 und 5 dargestellt. In Ergänzung zu den vorhergehenden Beschreibungen sei auf dieses Verfahren im Folgenden noch im Detail eingegangen. Das Verfahren umfasst die Verwendung des Verbindungsmittel 100 bzw. des Spreizbolzens 1, wie es hierin beschrieben ist und umfasst die folgenden Schritte:

Einführen des Spreizbolzens 1 in die beiden in Deckung liegenden Verbindungsmittelaufnahmen 112, 122 der ersten und zweiten Plattenteile 110, 120, wobei der Zugbolzen 30 in einem freien Sitz in das Innengewinde 28 des Spreizelementes 20 eingeschraubt ist. Freier Sitz bedeutet, dass im Wesentlich keine Zugkraft, resultierend durch das Einschrauben, auf den Zugbolzen 30 wirkt, und insbesondere keine Kraft, die durch das Einziehen des Spreizelementes ein Aufweiten der Spreizhülse 10 in Radialrichtung bewirkt. Der freie Sitz ist insbesondere derart ausgebildet, dass Zugbolzen, Spreizelement und Spreizhülse miteinander Verbund sind, und sich so beim Einführen in die Verbindungsmittelaufnahmen nicht voneinander separieren können. Optional ist dieser freie Sitz dadurch gekennzeichnet, dass der Zugbolzen 30 wenigstens geringfügig zusammen mit dem Spreizelement 20 in Axialrichtung A_SP insbesondere werkzeuglos und ohne Aufweiten der Spreizhülse 10 relativ zum Spreizhülse bewegbar ist.

Weiter umfasst das Verfahren den Schritt des Anordnens des Bolzenkopfes 32 relativ zur Spreizhülse 10 derart, dass zwischen Bolzenkopf 32 und Anschlagmittel 19 der Spreizhülse 10 ein Werkzeugaufnahmespalt 35 gebildet wird. Dies ist insbesondere in den 13 und 14 dargestellt.
In diesen Werkzeugaufnahmespalt 35 kann dann ein Hebelwerkzeug 50 eingeführt bzw. angeordnet werden. Dieses Hebelwerkzeug 50 ist unter anderem in den 11 und 12 sowie den 13 und 14 abgebildet. Das Hebelwerkzeug 50 umfasst einen Kopfbereich 52 und einen Hebelarm 54, wobei der Kopfbereich 52 optional gabelförmig ausgebildet ist, umfassend wenigstens zwei Gabelenden 56, die einen gemeinsamen Aufnahmebereich 58 einschließen. Der Gabelkopf 52 ist dabei derart ausgebildet, dass er in den Werkzeugaufnahmebereich 35 einführbar ist, und weiter optional in einer Sandwichanordnung zwischen Bolzenkopf 32 und Anschlagmittel 19 positioniert ist. Optional umschließen die Gabelenden 56 dabei den Zugsbolzen 30 wenigstens teilweise.
Optional sind der Gabelkopf 52 und der Hebelarm 54 entlang ihrer jeweiligen Haupterstreckungsachsen A₁, A₂ zueinander abgewinkelt. Optional wird nach dem Einführen des Hebelwerkzeugs 50 in den Werkzeugaufnahmebereich 35 (siehe 13 und 14) der Zugbolzen 30 weiter in das Spreizelement 20 eingeschraubt, sodass der Bolzenkopf 32 wenigstens teilweise am Gabelkopf 52 und der Gabelkopf 52 wenigstens teilweise am Anschlagmittel anliegt. Optional liegt eine Presspassung zwischen Anschlagmittel 19, Gabelkopf 52 und Bolzenkopf 32 vor.
Das Verfahren umfasst weiter das Einwirken einer Spreizkraft, hier gekennzeichnet exemplarisch durch das Bezugszeichen Fs, zwischen dem Bolzenkopf 32 und dem Anschlagmittel 19 im Werkzeugaufnahmespalt 35 mittels des Hebelwerkzeugs 50 derart, dass sich der Bolzenkopf 32 vom Anschlagmittel 19 wenigstens geringfügig wegbewegt, wodurch das Spreizelement 20 wenigstens teilweise in den Innenraum 14 der Spreizhülse 10 eingezogen wird. Das Spreizelement wird derart in den Innenraum eingezogen, dass eine Reibkraft F_4' zwischen den Reibflächen 15, 25 (siehe 4 und 7) aktiviert wird, die geringer ist als die Reibkraft F₄, die beim Aufweiten der Spreizhülse auftritt, aber derart dimensioniert ist, das beim anschließenden Einschrauben des Zugbolzen eine Rotation des Spreizelementes relativ zur Spreizhülse verhindert wird. Das Aktivieren des Hebelwerkzeuges 50 kann durch das Verschwenken des Hebelarmes 56 in Richtung R_H erfolgen.
Das weitere Einschrauben kann anschließend erfolgen, optional nachdem das Hebelwerkzeug 50 aus dem Werkzeugaufnahmespalt 35 entfernt wurde. Das Einschrauben des Zugbolzens 30 erfolgt dann derart in das Innengewinde 28 des Spreizelementes 20, dass dieser unter Anstehen des Bolzenkopfes 32 am Anschlagmittel 19 der Spreizhülse 10 eine Zugkraft auf das Spreizelement 20 in Richtung des ersten Spreizhülsenendes 11 einwirkt, wodurch das Spreizelement 20 unter, optional wenigstens teil-elastischer Aufweitung der Spreizhülse 10 in den Innenraum der 14 der Spreizhülse 10 eingezogen wird. Dies wurde unter anderem mit Bezug auf die 6 und 7 bereits erläutert.
Weiter umfasst die Erfindung wie bereits erwähnt auch ein Verfahren zum Lösen einer scherkraftbelasteten Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile 110, 120.
Wie insbesondere schon mit Bezug auf die 8 und 10 erläutert, umfasst dieses Verfahren unter anderem die Schritte des Ausschraubens des Zugbolzens 30 aus dem Innengewinde 28 des Spreizelementes 20 und Entfernens aus der gemeinsam Seele 16, 26 der Spreizhülse 10 und des Spreizelementes 20; des Einschraubens des Druckbolzens 40, vonseiten des ersten Spreizelementes 21 über die gemeinsame Seele 16, 26 in das Innengewinde 18 der Spreizhülse 10 derart, dass dieser mit seinem Ausdrückmittel 44 an das Anschlagmittel 29 des Spreizelementes 20 ansteht und eine Druckkraft auf das Spreizelement 20 in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende 11 der Spreizhülse 10 einwirkt, wodurch das Spreizelement 20 aus dem Innenraum 14 der Spreizhülse 10 herausgedrückt wird.
Wenn nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Termini (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Termini) die gleiche Bedeutung, und insbesondere eine Bedeutung, wie sie allgemein von einem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet verstanden wird, wenn sie im Zusammenhang mit der Beschreibung und den Zeichnungen interpretiert werden. Es versteht sich ferner, dass Termini, wie diejenigen die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, in Bezug auf das hier relevante technische Gebiet interpretiert werden, und nicht in einem idealisierten oder in einem übertrieben formalen Sinn, außer dies ist explizit so definiert. In bestimmten Fällen kann auf eine detaillierte Beschreibung allseits bekannter Vorrichtungen und Verfahren verzichtet werden, um eine Redundanz der Beschreibung zu vermeiden. Die Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und die darin verwendete Terminologie soll die Erfindung nicht einschränken. Die Singularformen „ein“, „der/die/das“ mögen auch die Pluralformen mit einschließen, wenn es der Kontext nicht eindeutig anders nahelegt. Der Ausdruck „und/oder“ schließt jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgelisteten Gegenstände mit ein. Es versteht sich, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ das Vorhandensein genannter Merkmale angeben, jedoch das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale nicht ausschließen. Ferner versteht es sich, dass wenn ein bestimmter Schritt eines Verfahrens als einem anderen Schritt folgend angegeben wird, er direkt auf diesen anderen Schritt folgen kann oder einer oder mehrere Zwischenschritte durchgeführt werden können, bevor der bestimmte Schritt ausgeführt wird, wenn das nicht anders angegeben ist. In der gleichen Weise versteht es sich, dass wenn eine Verbindung zwischen Strukturen oder Komponenten beschrieben ist, diese Verbindung direkt oder über Zwischenstrukturen oder - komponenten erfolgen kann, außer es ist anderweitig spezifiziert. Auf den Offenbarungsgehalt aller Publikationen, Patentanmeldungen, Patente und anderer hier erwähnter Literatur wird in seiner Gänze verwiesen. Im Fall eines Konflikts gilt die vorliegende Spezifikation, einschließlich ihrer Definitionen.
Die Erfindung wird hier anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch auch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein und sollte nicht so verstanden werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sind die Ausführungsformen hier angegeben, damit die vorliegende Offenbarung ausführlich und vollständig ist und den Umfang der Erfindung dem Fachmann in vollständiger aber beispielhafter Weise darlegt. Die Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen soll im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden, die als Teil der ganzen schriftlichen Beschreibung gelten sollen. In den Zeichnungen kann es vorkommen, dass die absoluten und relativen Größen von Systemen, Komponenten, Schichten und Bereichen aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben dargestellt sind. Ausführungsformen können anhand schematischer und/oder querschnittsartiger Illustrationen, idealisierter Ausführungsformen und Zwischenstrukturen der Erfindung beschrieben sein. Relative Termini sowie auch ihre Ableitungen sollten so verstanden werden, dass sie sich auf die Ausrichtung beziehen, wie sie dort in der gerade besprochenen Zeichnung beschrieben oder gezeigt ist. Diese relativen Termini dienen der übersichtlicheren Beschreibung und erfordern nicht, dass das System in einer bestimmten Ausrichtung aufgebaut oder betrieben werden muss, außer es ist explizit anders angegeben. Beliebige der offenbarten Vorrichtungen oder Teile davon können zusammen kombiniert werden oder in weitere Teile aufgeteilt werden, wenn nicht spezifisch anders angegeben. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander verschiedenen Abschnitten oder Ansprüchen aufgeführt werden, soll nicht angeben, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhafterweise vorgenommen werden kann. Insbesondere sollen alle denkbaren Kombinationen der Ansprüche als inhärent offenbart betrachtet werden. In dieser Beschreibung sind Wörter wie „im Wesentlichen“, „ungefähr“ oder „im Allgemeinen/allgemein“ dahingehend auszulegen, dass sie mindestens Abweichungen eines Maßes von 10 % oder weniger, vorzugsweise 5 % oder weniger, oder Abweichungen von einer Form beinhalten, die für einen Fachmann auf dem Gebiet noch in den Rahmen der betreffenden Definition fallen würden, außer dies ist anderweitig spezifiziert.

Claims

Verbindungsmittel zur scherkraftbelasteten lösbaren Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile (110, 120) eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, wobei die Plattenteile (110, 120) jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare erste und zweite Verbindungsmittelaufnahme (112; 122) aufweisen, umfassend wenigstens einen Spreizbolzen (1), der entlang seiner Haupterstreckungsachse A_SP axial in diese Verbindungsmittelaufnahmen (112; 122) einführbar und darin verriegelbar ist, der Spreizbolzen (1) umfassend: eine rohrförmige Spreizhülse (10), mit einem ersten Spreizhülsenende (11) und einem zweiten Spreizhülsenende (12), ein Spreizelement (20), mit einem ersten Spreizelementende (21) und einem zweiten Spreizelementende (22), das mit seinem ersten Spreizelementende (21) von Seiten des zweiten Spreizhülsenendes (12) in einen Innenraum (14) der Spreizhülse (10) einziehbar ist, wobei das Spreizelement (20) wenigstens abschnittsweise eine sich in Richtung vom ersten Spreizelementende (21) zum zweiten Spreizelementende (22) erweiternde Keilgeometrie (23), insbesondere Konusgeometrie, derart aufweist, das die Spreizhülse (10) beim Einziehen des Spreizelements (20) in den Innenraum (14) der Spreizhülse (10), wenigstens abschnittsweise radial, optional wenigstens teil-elastisch aufgeweitet wird, einen Zugbolzen (30), der von Seiten des ersten Spreizelementendes (21) und mit einem Bolzenkopf (32) an ein Anschlagmittel (19) der Spreizhülse (10) anstehend, über eine gemeinsame Seele (16, 26) der Spreizhülse (10) und des Spreizelements (20) in ein Innengewinde des Spreizelements (20) derart einschraubbar ist, dass er eine Zugkraft auf das Spreizelement (20) in Richtung des ersten Spreizhülsenendes (11) einwirkt, wodurch das Spreizelement (20) in den Innenraum (14) der Spreizhülse (10) eingezogen wird, das Verbindungsmittel (100) weiter umfassend: wenigstens einen Druckbolzen (40), der, anstelle des Zugbolzens (30), ebenfalls von Seiten des ersten Spreizelementendes (21) und mit einem Ausdrückmittel (44) an ein Anschlagmittel (29) des Spreizelements (20) anstehend, über die gemeinsame Seele (16, 26) der Spreizhülse (10) und des Spreizelements (20) in ein Innengewinde der Spreizhülse (10) derart einschraubbar ist, dass er eine Druckkraft auf das Spreizelement (20) in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende (11) der Spreizhülse (10) einwirkt, wodurch das Spreizelement (20) aus dem Innenraum (14) der Spreizhülse (10) herausgedrückt wird.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugbolzen (30) ein Außengewinde (38) aufweist, über das er nur in das Innengewinde (28) des Spreizelements (20) und nicht in das Innengewinde (18) der Spreizhülse (10) einschraubbar ist, und/oder der Druckbolzen (40) ein Außengewinde (48) aufweist, über das er nur in das Innengewinde (18) der Spreizhülse (10) und nicht in das Innengewinde (28) des Spreizelements (20) einschraubbar ist.
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (18) der Spreizhülse (10) und das Innengewinde (28) des Spreizelements (20) unterschiedliche Gewinde sind, insbesondere, dass das Innengewinde (18) der Spreizhülse (10) einen größeren Gewindedurchmesser aufweist als das Innengewinde (28) des Spreizelements (20) und/oder dass das Außengewinde (38) des Zugbolzens (30) und das Außengewinde (48) des Druckbolzens (40) unterschiedliche Gewinde sind, insbesondere, dass das Außengewinde des Druckbolzens einen größeren Gewindedurchmesser aufweist, als das Außengewinde des Zugbolzens.
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (28) des Spreizelements (20) eine Nenngröße von größer 25 mm, optional größer 30 mm aufweist, und das Innengewinde (18) der Spreizhülse (10) eine Nenngröße aufweist, die um wenigstens 10% größer ist als die Nenngröße des Innengewindes (28) des Spreizelements (20), wobei sich optional das Verhältnis der Nenngrößen des Innengewindes (18) der Spreizhülse (10) und des Innengewindes (28) des Spreizelementes (20) beläuft auf wenigstens 25mm zu 27mm, optional wenigstens 27 mm zu 30 mm, weiter optional wenigstens 30mm zu 33mm.
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (18) der Spreizhülse (10) eine größere Gewindesteigung aufweist als das Innengewinde (28) des Spreizelements (20).
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagmittel (19) der Spreizhülse (10) an einem Stirnseitenbereich des ersten Spreizhülsenendes (11) ausgebildet ist, und/oder das Anschlagmittel (29) des Spreizelements (20) an einem Stirnseitenbereich des ersten Spreizelementendes (21), und/oder in Richtung des zweiten Spreizelementendes (22) hinter dessen Innengewinde (28) und/oder als ein Sackloch (29) im Spreizelement (10) ausgebildet ist.
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbolzen (40) eine Zylinderform oder dergleichen längliche insbesondere um seine Längsachse rotationssymmetrische Volumenform aufweist, umfassend einen Außengewindebereich (48) und in Richtung der Längsachse des Druckbolzens (40) folgenden das Ausdrückmittel (44), wobei der Außengewindebereich (48) einen größeren Durchmesser aufweist, als das Ausdrückmittel (44) .
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Ausdrückmittels (44) kleiner ist als die Nenngröße des Innenwindes (28) des Spreizelements (20).
Verbindungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilgeometrie eine Konusgeometrie ist, mit einem Konuswinkel α von 3° - 9°, optional 4° - 8°, weiter optional 6°.
Spreizbolzen, zur scherkraftbelasteten lösbaren Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile (110, 120) eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, wobei die Plattenteile jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare Verbindungsmittelaufnahme aufweisen, in die der Spreizbolzen (1) entlang seiner Haupterstreckungsachse A_SP axial einführbar ist, der Spreizbolzen (1) umfassend: eine rohrförmige Spreizhülse (10), mit einem ersten Spreizhülsenende (11) und einem zweiten Spreizhülsenende (12), ein Spreizelement (20), mit einem ersten Spreizelementende (21) und einem zweiten Spreizelementende, das mit seinem ersten Spreizelementende (21) von Seiten des zweiten Spreizhülsenendes (12) in einen Innenraum (14) der Spreizhülse (10) einziehbar ist, wobei das Spreizelement (20) wenigstens abschnittsweise eine sich in Richtung vom ersten Spreizelementende (21) zum zweiten Spreizelementende (22) erweiternde Keilgeometrie, insbesondere Konusgeometrie, derart aufweist, das die Spreizhülse (10) beim Einziehen des Spreizelements (20) in den Innenraum (14) der Spreizhülse, wenigstens abschnittsweise radial, optional wenigstens teil-elastisch aufgeweitet wird, einen Zugbolzen (30), der von Seiten des ersten Spreizelementendes (21) und an ein Anschlagmittel (19) der Spreizhülse (10) anstehend, über eine gemeinsame Seele (16, 26) der Spreizhülse (10) und des Spreizelements (20) in ein Innengewinde (28) des Spreizelements (20) derart einschraubbar ist, dass er eine Zugkraft auf das Spreizelement (20) in Richtung des ersten Spreizhülsenendes (11) einwirkt, wodurch das Spreizelement (20) in den Innenraum (14) der Spreizhülse (10) eingezogen wird, wobei das Spreizelement (20) ein Anschlagmittel (29) aufweist, und wobei die Spreizhülse (10) in ihrer Seele ein Innengewinde derart aufweist, dass darin ein Druckbolzen, der, anstelle des Zugbolzens (30) , ebenfalls von Seiten des ersten Spreizelementendes und an das Anschlagmittel (29) des Spreizelements (20) anstehend, über die gemeinsame Seele (16, 26) der Spreizhülse (10) und des Spreizelements (20) einschraubbar ist, so dass er eine Druckkraft auf das Spreizelement (20) in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende (11) der Spreizhülse (10) einwirkt, wodurch das Spreizelement (20) aus dem Innenraum (14) der Spreizhülse (10) herausgedrückt wird.
Verfahren zum scherkraftbelasteten lösbaren Verbinden zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile (110, 120), eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, wobei die Plattenteile (110, 120) jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare Verbindungsmittelaufnahme (112, 122) aufweisen, unter Verwendung eines Verbindungsmittels (100) gemäß einem der Ansprüche 1-9, umfassend die folgenden Schritte: • Einführen des Spreizbolzens (1) in die beiden in Deckung liegenden Verbindungsmittelaufnahmen (112, 122) der ersten und zweiten Plattenteile (110, 120), wobei der Zugbolzen (30) in einem freien Sitz in das Innengewinde (28) des Spreizelements (20) eingeschraubt ist; • Anordnen des Bolzenkopfes (32) relativ zur Spreizhülse (10) derart, dass zwischen Bolzenkopf (32) und Anschlagmittel (19) der Spreizhülse (10) Hebelwerkzeug ansetzbar ist; • Anordnen eines Hebelwerkzeugs (50) am Spreizbolzen unter Bildung einer Kraftkopplung zwischen Bolzenkopf (32) und Anschlagmittel (19); • Einwirken einer Spreizkraft zwischen Bolzenkopf (32) und Anschlagmittel (19) mittels des Hebelwerkzeugs (50) derart, dass sich der Bolzenkopf (32) vom Anschlagmittel (19) weg bewegt und das Spreizelement (20) wenigstens teilweise in den Innenraum (14) der Spreizhülse (10) eingezogen wird; • Weiteres Einschrauben des Zugbolzens (30) in das Innengewinde (28) des Spreizelements (20) derart, dass dieser unter Anstehen des Bolzenkopfs (32) am Anschlagmittel (19) der Spreizhülse (10) eine Zugkraft auf das Spreizelement (20) in Richtung des ersten Spreizhülsenendes (11) einwirkt, wodurch das Spreizelement (20) unter wenigstens teil-elastischer Aufweitung der Spreizhülse (10) in den Innenraum (14) der Spreizhülse (10) eingezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzenkopf (32) relativ zur Spreizhülse (10) derart angeordnet wird, dass zwischen Bolzenkopf (32) und Anschlagmittel (19) der Spreizhülse (10) ein Werkzeugaufnahmespalt (35) gebildet wird; wobei das Hebelwerkzeugs im Werkzeugaufnahmespalt angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einwirken einer Spreizkraft zwischen Bolzenkopf (32) und Anschlagmittel (19) mittels des Hebelwerkzeugs (50) derart, dass sich der Bolzenkopf (32) vom Anschlagmittel (19) weg bewegt und das Spreizelement (20) wenigstens teilweise in den Innenraum (14) der Spreizhülse (10) eingezogen wird;, das Hebelwerkzeug (50) aus dem Werkzeugaufnahmespalt (35) entfernt wird;
Verfahren zum Lösen einer scherkraftbelasteten Verbindung zweier relativ zueinander verschiebbar gelagerter erster und zweiter Plattenteile (110, 120), eines Kupplungssystems für einen Schwerlasttrieb, die unter Verwendung eines Verbindungsmittels gemäß einem der Ansprüche 1-9 hergestellt wurde, wobei die Plattenteile (110, 120) jeweils wenigstens eine zueinander in Deckung bringbare Verbindungsmittelaufnahme (112, 122) aufweisen, umfassend die folgenden Schritte: • Ausschrauben des Zugbolzens (30) aus dem Innenwinde (28) des Spreizelements (20) und Entfernen aus der gemeinsamen Seele (16, 26) der Spreizhülse (10) und des Spreizelements (20); • Einschrauben des Druckbolzen (40), von Seiten des ersten Spreizelementendes (21) über die gemeinsame Seele (16, 26) in das Innengewinde (18) der Spreizhülse (10) derart, dass dieser mit seinem Ausdrückmittel (44) an das Anschlagmittel (29) des Spreizelements (20) ansteht und eine Druckkraft auf das Spreizelement (20) in Richtung entgegengesetzt zum ersten Spreizhülsenende (11) der Spreizhülse (10) einwirkt, wodurch das Spreizelement (20) aus dem Innenraum (14) der Spreizhülse (10) herausgedrückt wird.