DE1400880C

DE1400880C - Device for achieving a certain tension vorbe in a screw connection

Info

Publication number: DE1400880C
Application number: DE19631400880
Authority: DE
Inventors: Thomas Walter London Bunyan
Original assignee: P & O Research and Development Co Ltd, London
Priority date: 1963-03-13
Filing date: 1963-03-13
Publication date: 1973-03-01

Description

Mutter bzw. den angehobenen Schraubenkopf zu ermöglichen.To enable nut or the raised screw head.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an Stelle eines massiven, durch einzelne Druckschrauben und Druckkolben beaufschlagbaren Druckübertragungsringes ein in an sich bekannter Weise mit einem ringförmigen Hohlraum versehener Druckübertragungsring verwendet wird, dessen Hohlraum durch eine Bohrung an eine äußere Druckmittelquelle anschließbar ist. Dadurch wird erreicht, daß die Mutter bzw. der Schraubenkopf ringsum, d. h. an allen Stellen ihres bzw. seines Umfanges gleichmäßig ohne Verkanten angehoben wird, so daß zwischen dem angehobenen Teil und dessen gegenüberliegender Stützfläche ein Ringspalt von überall gleichmäßiger Weite entsteht, in welchen der genau geschliffene Schlitzring leicht und klemmungsfrei eingelegt werden kann. Da die äußere Druckmittelquelle beliebig stark und der damit erzeugte Druck ganz genau festgelegt werden kann, läßt sich die Vorrichtung auch für größte Schraubverbindungen und zur Erzielung beliebig hoher Zugspannungen in denselben verwenden, ohne daß beim Einlegen des Schlitzringes Schwierigkeiten auftreten. Das umständliche, gefühlsabhängige und daher nicht genau bestimmbare Anziehen einer oder mehrerer Druckerzeugungsschrauben von Hand kommt in Fortfall, so daß das Einlegen des Schlitzringes sehr rasch vorgenommen werden kann. Da die äußere Druckmittelquelle ohne weiteres gleichzeitig an die hohlen Druckübertragungsringe mehrerer Schraubverbindungen einer Gesamtverbindung, z. B. einer großen Schiffsschraubenwellenverbindung angeschlossen werden kann, läßt sich in allen zusammengehörigen Schraubverbindungen leicht die gleiche Zugspannung herbeiführen und mit Hilfe von gleichen Schlitzringen konstant aufrechterhalten.According to the invention, this object is achieved in that instead of a massive, individual Pressure screws and pressure pistons can be acted upon by a pressure transmission ring which is known per se Way is used with an annular cavity provided pressure transmission ring, the cavity can be connected through a bore to an external pressure medium source. This achieves that the nut or the screw head all around, d. H. at all points of its scope is raised evenly without tilting, so that between the raised part and its opposite Support surface an annular gap of uniform width is created everywhere, in which exactly The ground slotted ring can be inserted easily and without jamming. As the external pressure medium source The device can be of any strength and the pressure thus generated can be determined precisely also for the largest screw connections and to achieve any high tensile stresses in them use without difficulties when inserting the split ring. The awkward, emotional one and therefore the tightening of one or more pressure generating screws cannot be precisely determined by hand is omitted, so that the insertion of the split ring can be done very quickly can. Since the external pressure medium source is readily connected to the hollow pressure transmission rings at the same time several screw connections of an overall connection, e.g. B. a large propeller shaft connection can be connected, can be easily in all associated screw connections bring about the same tensile stress and keep it constant with the help of the same slotted rings.

Die Verwendung von gummielastischen, hydraulisch mit Druck beaufschlagbaren Hohlkörpern zum Spannen von gegenüberliegenden Teilen ist zwar aus der deutschen Auslegeschrift 1 056 904, der französischen Patentschrift 1 251 314 und der USA.-Patentschrift 1382 326 bekannt, aber diese Spannvorrichtungen dienen anderen Zwecken und legen daher die Verwendung eines hohlen Druckübertragungsringes zur Erleichterung des genauen Einlegens eines Schlitzringes bei einer Schraubverbindung gemäß dem Hauptpatent nicht nahe.The use of elastic, hydraulically pressurized hollow bodies for Clamping of opposing parts is from the German Auslegeschrift 1 056 904, the French U.S. Patent 1,251,314 and U.S. Patent 1,382,326, but these tensioners serve other purposes and therefore suggest the use of a hollow pressure transfer ring to facilitate the precise insertion of a slotted ring in a screw connection according to the Main patent not close.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine besonders gute und zuverlässige Wirkung der Vorrichtung dadurch erzielt, daß das dem Druckübertragungsring anliegende Ende des Ringkolbens im Querschnitt eine konkave Umrißlinie hat, in die sich ein entsprechend konvex geformter Querschnitt des hohlen Druckübertragungsringes einlegt. Dadurch werden an dem Ringkolben seitliche Lippen gebildet, die von dem Druckübertragungsring an die zylindrischen Seitenwände der Ringnut gepreßt werden, so daß das Material des Druckübertragungsringes an diesen Stellen nicht durch den sehr hohen Innendruck seitlich herausgequetscht werden kann.According to a very advantageous embodiment of the invention, a particularly good and reliable Effect of the device achieved in that the pressure transmission ring adjacent the end of the The annular piston has a concave outline in cross-section into which a correspondingly convex shape extends Inserts cross section of the hollow pressure transmission ring. This means that there are lateral on the annular piston Lips formed, which are pressed by the pressure transmission ring against the cylindrical side walls of the annular groove be, so that the material of the pressure transmission ring at these points not by the very high internal pressure can be squeezed out laterally.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.Using the exemplary embodiments shown in the drawing the invention is explained in more detail below.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 im Längsschnitt und in teilweise unterbrochener Seitenansicht eine Schraubverbindung mit anhebbarer Mutter,Fig. 1 in longitudinal section and partially interrupted Side view of a screw connection with a liftable nut,

Fig. 2 in einem entsprechenden Längsschnitt eine Variante der Ausführung nach F i g. 1,FIG. 2, in a corresponding longitudinal section, a variant of the embodiment according to FIG. 1,

F i g. 3 in einem entsprechenden Längsschnitt eine weitere Variante der Ausführung nach Fig. 1,
Fig. 4 im Längsschnitt eine Schraubverbindung mit einem Beilagring zur Aufnahme der Ringnut,F i g. 3 a further variant of the embodiment according to FIG. 1 in a corresponding longitudinal section,
Fig. 4 in longitudinal section a screw connection with a washer for receiving the annular groove,

Fig. 5 im Längsschnitt und in teilweise unterbrochener Ansicht eine Schraubverbindung mit einem anhebbaren Schraubenkopf.Fig. 5 in longitudinal section and partially interrupted View of a screw connection with a screw head that can be raised.

ίο Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist 1 ein Schraubenbolzen, der zum Verbinden zweier Teile einer Baugruppe 2 dient. Der Schraubenbolzen hat einen Schraubenkopf 3, und auf das Gewindeende des Schraubenbolzens 1 ist eine Mutter 4 aufschraubbar.ίο In all the embodiments shown in the drawing of the invention, 1 is a screw bolt which is used to connect two parts of an assembly 2 serves. The screw bolt has a screw head 3, and on the threaded end of the screw bolt 1 a nut 4 can be screwed on.

Gemäß der F i g. 1 ist die Mutter 4 an ihrer Auflageseite mit einer Ringnut 5 mit konzentrisch zylindrischen Seitenwänden versehen, in der ein Ringkolben 6 gleitbar gelagert ist. In der Ringnut 5 befindet sich über dem Ringkolben 6 ein Druckübertragungsring 7 aus gummielastischem Material, der einen ringförmigen Hohlraum 8 aufweist. Die Mutter 4 ist mit einer Bohrung 9 versehen, die mit einer Hülse 10 ausgekleidet ist, welche durch die Wandung des Druckübertragungsringes 7 in dessen Hohlraum 8 ragt. Das andere Ende der Bohrung 9 ist mittels eines Schraubnippels 11 über ein Rohr 12 an eine äußere Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen. Die Mutter 4 ruht auf einem vorläufigen Schlitzring 14, welcher so bemessen ist, daß der nicht unter Druck stehende Druckübertragungsring 7 den Raum zwischen dem Boden der Ringnut 5 und dem Ringkolben 6 ausfüllt, wenn der Schraubenkopf 3 des Schraubenbolzens 1 an der Unterseite der Baugruppe 2 anliegt. Wird nun Druckflüssigkeit in den Hohlraum 8 des Druckübertragungsringes 7 eingeführt, so wird die Mutter 4 durch den sich axial dehnenden Druckübertragungsring 7 über den Ringkolben 6 von der Auflagefläche der Baugruppe 2 unter Spannung des Schraubenbolzens 1 weggedrückt und gleichmäßig angehoben. Der ursprüngliche Schlitzring wird nun entfernt und durch einen neuen Schlitzring 14 von vorher genau bestimmter größerer Dicke ersetzt. Dann wird der Überdruck aus dem Hohlraum 8 des Druckübertragungsringes7 abgelassen, und der neu eingelegte Schlitzring 14 hält nunmehr die vorbestimmte Zugspannung in der Schraubverbindung genau und auf die Dauer konstant aufrecht.According to FIG. 1 is the nut 4 on its support side with an annular groove 5 with concentrically cylindrical Provided side walls in which an annular piston 6 is slidably mounted. In the annular groove 5 is located a pressure transmission ring 7 made of rubber-elastic material, the one above the annular piston 6 having annular cavity 8. The nut 4 is provided with a bore 9 which is connected to a sleeve 10 is lined, which through the wall of the pressure transmission ring 7 in the cavity 8 protrudes. The other end of the bore 9 is by means of a screw nipple 11 via a tube 12 to an outer Hydraulic fluid source connected. The nut 4 rests on a preliminary split ring 14, which so is dimensioned that the non-pressurized pressure transmission ring 7, the space between the The bottom of the annular groove 5 and the annular piston 6 fills when the screw head 3 of the screw bolt 1 on the underside of the assembly 2. If pressure fluid is now in the cavity 8 of the pressure transmission ring 7 inserted, the nut 4 is pushed through the axially expanding pressure transmission ring 7 over the annular piston 6 from the bearing surface of the assembly 2 under tension of the screw bolt 1 pushed away and raised evenly. The original split ring is now removed and replaced by a new slotted ring 14 of a predetermined greater thickness. Then the Released excess pressure from the cavity 8 of the pressure transmission ring 7, and the newly inserted Slotted ring 14 now holds the predetermined tensile stress in the screw connection exactly and constantly upright over the long term.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 hat der Druckübertragungsring 7 einen flachen Querschnitt. In diesem Falle ist die Seitenwand der Mutter 4 angebohrt und mit einem eingeschraubten Anschlußnippel 15 versehen, der eine Hohlnadel 16 aufweist, welche die Wandung des Druckübertragungsringes 7 zwecks Einführung des Druckmittels in den Hohlraum desselben durchdringen kann.In the embodiment according to FIG the pressure transmission ring 7 has a flat cross section. In this case the side wall is the Nut 4 is drilled and provided with a screwed-in connection nipple 15, which has a hollow needle 16 has, which the wall of the pressure transmission ring 7 for the purpose of introducing the pressure medium in can penetrate the cavity of the same.

Bei der Ausführungsform gemäß der F i g. 3 ist der Druckübertragungsring aus zwei zusammengeklebten Ringhälften 17, 18 gebildet, die einen Hohlraum 19 umschließen, in welchen das Druckmittel durch den Anschlußnippel 16 und die Hohlnadel 17 eingepreßt werden kann.In the embodiment according to FIG. 3 is the pressure transmission ring made of two glued together Ring halves 17, 18 are formed which enclose a cavity 19 in which the pressure medium through the connection nipple 16 and the hollow needle 17 can be pressed in.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 4 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungen dadurch, daß die Ringnut 5 in einem besonderen Beilagring 24 untergebracht ist, der aufThe embodiment according to FIG. 4 differs from those described above Embodiments in that the annular groove 5 is housed in a special washer 24 which is on

. der zugehörigen Auflagefläche der Baugruppe 2 ruht.. the associated support surface of the assembly 2 rests.

Der hohle Druckübertragungsring 7 hat einen rundenThe hollow pressure transmission ring 7 has a round one

Querschnitt. Die Bodenwandung 20 der Ringnut 5 und die gegenüberliegende Stirnwandung 21 des Ringkolbcns 6 haben entsprechend halbkreisförmige Querschnitte, in die sich der runde Querschnitt des Druckübertragungsringes 7 einlegt. Die Seiten der Stirnwandung 21 des Ringkolbens 6 bilden dadurch Lippen, die sich unter der Druckwirkung des unter Druck gesetzten Druckübertragungsringes 7 dicht gegen die zylindrischen Seitenwandungen der Ringnut S anlegen. Der Schlitzring 14 wird in diesem Falle zwischen die äußere obere Randfläche des Beilägringes 24 und die untere äußere Randfläche der Mutter 4 eingelegt.Cross-section. The bottom wall 20 of the annular groove 5 and the opposite end wall 21 of the Ringkolbcns 6 have correspondingly semicircular cross-sections into which the round cross-section of the Pressure transmission ring 7 inserts. The sides of the end wall 21 of the annular piston 6 thereby form Lips that seal under the pressure of the pressurized pressure transmission ring 7 Place against the cylindrical side walls of the annular groove S. The split ring 14 is in this case between the outer upper edge surface of the washer ring 24 and the lower outer edge surface of the nut 4 inserted.

Die F i g. 5 zeigt die Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung am Kopfende eines Schraubenbolzens 1. Die Ringnut 5 ist hier im unteren Ende des Schraubenkopfes 3 angeordnet. Der Ringkolben 6 stützt sich auf der zugehörigen Auflagefläche der Baugruppe 2 ab. Der Schlitzring 14 wird zwischen einem Flansch des Ringkolbens 6 und dem äußeren Stirnrand des Schraubenkopfes 3 eingelegt. Zur Zentrierung des Ringkolbens 6 ist derselbe mit einem Zapfen 22 versehen, der in einen zwischen dem Loch in der Baugruppe 2 und einer Einschnürung 23 des Schraubenbolzens 1 gebildeten Ringraum eingreift. The F i g. Figure 5 shows the application of the device according to the invention to the head end of a screw bolt 1. The annular groove 5 is arranged here in the lower end of the screw head 3. The annular piston 6 is supported on the associated support surface of assembly 2. The split ring 14 is between a flange of the annular piston 6 and the outer end edge of the screw head 3 is inserted. For centering of the annular piston 6 is the same provided with a pin 22 which is in a between the hole engages in the assembly 2 and a constriction 23 of the screw bolt 1 formed annular space.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

i 4ÜU ÖÖU 1 2 patent claims · together form a working space, one part being connected to the bolt and the other

1. Device for achieving a predetermined level is supported against a base. One in that ten tensile stress in a screw connection, work space, viscous pressure over with which the nut, the screw head or a 5 support means is tightened by tightening a pressure washer brought under high pressure with an annular groove screw on the support side, whereby the with concentric cylindrical side walls, piston is pushed up and the bolt is tightened can be seen in which a pressure transmission ring is made. The rubber-elastic that takes place with the movement of the piston Material is arranged, the mene and raised nut is then nachgemit Pressure can be applied and pulled over an io until it rests on its support surface again. Ring piston is supported on the bearing surface, and this is achieved that the nut at one with one under the raised nut or the drop in pressure in the work area the load raised screw head insertable slot- the screw bolt takes over, but an accurate one ring, according to patent 1302 756, thereby setting and fixing the nut is due to the indicates that the pressure transmission 15 thread play and that can only be carried out with feeling ring (7) in a manner known per se a ring retightening process is not possible, so that the height has shaped cavity (8,19), which by the Zugspaneine generated in the screw connection Bore (10, 16, 29) to an external pressure and its maintenance not with a safety source is connectable. unity are achievable.

2. Device according to claim 1, characterized ao to compared to these known devices characterized in that the pressure transmission a desired and predetermined high tension clamping ring (7) adjacent end of the annular piston (6, 26) opening in the screw connection with simple means has a concave outline in cross-section, fix it precisely and also keep it upright in the long term To be able to obtain a correspondingly convexly shaped transverse, the screw connection according to FIG section of the pressure transmission ring (7). 35 the main patent with one under the raised

Insert the nut or the raised screw head

provided slotted ring. With the help of this slotted ring can the predetermined tensile stress very much

The invention relates to a device for education precisely, reliably and permanently because len a predetermined tensile stress in a 30 the respectively required width of the insert

Screw connection and aims to improve the slotted ring through a precision machining such as

and further development of the fine grinding, in particular fine grinding, without significant

1 302 756 protected invention. can be produced. The one at the bare

The main patent relates to a device tightening the remaining uncertainty in the nut

of the type mentioned, in which the nut, the screw 35 of the achieved setting accuracy comes in

head or a washer of the screw connection to discontinuation.

the contact side with an annular groove with concentric pressure application of the pressure transmission cylinder Side walls is provided in which a ring happens in the device according to the Pressure transmission ring made of rubber-elastic material main patent by means of pressure screws, which under material is arranged, which can be pressurized 4 ° interposition of pressure piston on the rubber and a ring piston on the support- elastic solid material of the pressure transmission ring surface is supported. works. Since here the pressure screws by hand

In the case of a well-known, in the magazine »Enginee ringed one after the other in their threaded holes« from the

3 June 1960, p. 767 described must be screwed, it can happen that direction of this kind is indeed when tightening one in 45 the pressure transmission ring on the various the nut arranged pressure screw under the pressure points of the pressure piston unevenly strong Effect of the pressurized rubber elastic is deformed, so that the mother or the screeching Materials an increased tensile stress in the benkopf not exactly evenly on its whole Bolted connection is generated, but this tensile stress scope is increased. This has the consequence that The extremely precisely ground slotted ring cannot practically be used for a long time in the 50 Maintain desired height. Because with that easily and with the necessary high hydraulic pressure, under which the rubber- Accuracy in the gap between the raised elastic material must be set, it can be nut or the raised screw head and do not avoid that with the known device the support surface can be inserted. Apart from that is Seals provided and the piston 55 ensure that several pressure screws are evenly tightened shaped pressure cushions give in over time or are laborious and time consuming by hand. The same leak. This device is therefore suitable difficulties arise when it z. B. in ship only for a temporary strong tightening of and large machine construction for shaft connections and Nut or screw, as is the case with metal bearings, a larger number of Machining to temporarily clamp together 60 nuts or bolts of the entire connection Workpieces or tools is also sufficient. to be tightened with exactly the same force and constantly tightened

In another well-known, in the German gene to hold a warp or a break

Patent 875 426 described device for parts due to uneven loading

Facilitation of attracting and loosening courage- to avoid.

tern is an independent hydraulic 63 The invention is therefore based on the object

Jische device for tensioning the screw in a device according to the main patent

Bolt provided, which consists of a piston and a light, quickly feasible and jam-free

therewith cooperating cylinder, the insertion of the slotted ring under the raised