DE2112907C3

DE2112907C3 - Mehrfachschrauber mit mehreren in einem gemeinsamen Stützrahmen angeordneten Einzelschraubern

Info

Publication number: DE2112907C3
Application number: DE2112907A
Authority: DE
Inventors: Karl Friedrich Dr.-Ing. Arndt; Helmar Naefe
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1971-03-17
Filing date: 1971-03-17
Publication date: 1979-12-06
Also published as: US3757613A; JPS5421600B1; FR2129604A5; GB1328605A; IT950064B; DE2112907B2; DE2112907A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Mehrfachschrauber mit mehreren in einem gemeinsamen Stützrahmen angeordneten Einzelschraubern, in deren Gehäuse jeweils -'> eine elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Schraubspindel in bekannter Weise gelagert ist, wobei jedes Schraubspindelgehäuse mittels zweier Lager drehbar in dem Stützrahmen gehalten ist und sich an diesem über ein Federelement in Umfangsrichtung in abstützt

Mehrfachschrauber werden z^-n Zweck der Rationalisierung bei der Montage von Serienteilen eingesetzt In einem Arbeitsgang können gegebenenfalls mehr als 20 Schrauben angezogen werden, wobei der erforderli- is ehe Zeitaufwand demjenigen für das Anziehen einer einzelnen Schraube entspricht

An bisher ausgeführten Mehrfach- oder Mehrspindelschraubern sind die einzelnen Schraubspindeln — die elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben -to sein können — in einem gemeinsamen Stützrahmen in radialer Richtung starr gelagert. Bei den aus mehreren Einzelschraubern gebildeten Mehrfachschraubern sind die einzelnen Schraubspindelgehäuse derart in dem Stützrahmen gehalten, daß sie gegenüber diesem eine ■»■> geringfügige Bewegung in Umfangsrichtung ausführen können. Diese Bewegung — ausgelöst durch das Reaktionsmoment der Schraubspindel — wird in Verbindung mit einem Meßglied zur Steuerung des an der Schraubspindel abgegebenen Drehmoments be- ^r> <> nutzt. Die Schraubspindelgehäuse sind dann z. B.. mittels zweier Lager drehbar im Stützrahmen angeordnet und stützen sich gegen diesen jeweils über eine am Umfang des Schraubspindelgehäuses angreifende, mit dem Stützrahmen verbundene Schraubendruckfeder oder ^r>^r> über eine mit dem betreffenden Schraubspindeljjehäuse gleichachsig liegende Schraubenfeder ab (GB-PS 10 95 495 bzw. US-PS 31 80 612).

Beim Anziehen beispielsweise von Muttern mit einem Mehrfachschrauber wird das Reaktionsmoment jedes m> Einzelschraubers vom Stützrahmen aufgenommen und als radial wirkende Reaktionskraft wieder über die Schraubspindeln auf den anzuziehenden Muttern abgestützt Theoretisch müßte bei vollkommener Symmetrie der Schraubenanordnung und Gleichheit der ί¹» Verhältnisse an den einzelnen Bolzen und Muttern diese Reaktionskraft gleich groß sein. Tatsächlich sind die aus den Reaktionsmomenten herrührenden Radialkräfte jedoch ungleich, so daß sich — auch bei vollkommen gleichem Anzugsmoment jeder Schraubspindel — unterschiedliche Vorspannungen in den Schraubverbindungen ergeben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, durch Vergleichmäßigung der vom Stützrahmen auf die einzelnen Schraubspindeln übertragenen Radialkräfte für gleiche Anzugsbedingungen der zu befestigenden Schrauben oder Muttern zu sorgen und damit die Genauigkeit der Vorspannung in der Schraubverbindung zu steigern.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Mehrfachschrauber der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß dieser die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs aufweist Im Gegensatz zum Stand der Technik sind die Einzelschrauber danach nicht mehr in Radialrichtung starr im gemeinsamen Stützrahmen drehbar gehalten, sondern elastisch abgestützt, so daß eine radiale Verschiebung der Schraubspindelgehäuse — und der in diesen gelagerten Schraubspindeln — bezüglich des Stützrahmens möglich ist Durch die radiale Einstellmöglichkeit wird der Entstehung ungleicher Anzugsbedingungen, die durch Toleranzen und Spiele bedingt sind, entgegengewirkt

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Mehrfachschrauber nach Linie M in F i g. 2 und

F i g. 2 eine Ansicht der Spindelseite des Mehrfachschraubers.

In einem Stützrahmen 1 sind drei Einzelschrauber angeordnet, deren Schraubspindelgehäuse mit den Bezugsziffern 2, 2' bzw. 2" bezeichnet sind. Die Schraubspindelgehäuse 2,2', 2" enthalten jeweils eine in bekannter Weise gelagerte Schraubspindel 3,3', 3" und einen elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch arbeitenden Antrieb. Die Schraubspindel 3,3', 3" tragen jeweils einen Schraubkopf 4, die sogenannte Nuß, welche sich gegen eine mitdrehende Feder 5 an der Schraubspindel 3 bzw. 3' bzw. 3" abstützt Der hintere Teil jedes Schraubspindelgehäuses 2, 2', -2" ist von einer zylindrischen Schraubenfeder 6 umschlossen, die sowohl am Umfang des Schraubspindelgehäuses 2 bzw. 2' bzw. 2" als auch am Stützrahmen 1 befestigt ist Die Schraubenfeder 6 überträgt während des Schraubvorgangs das dem Schraubmoment Mds entgegengerichte· te Reaktionsmoment McIr vom Schraubspindelgehäuse 2 bzw. 2' bzw. 2" auf den Stützrahmen 1. Die durch die Zwischenschaltung der Schraubenfeder 6 bedingte Elastizität in Umfangsrichtung zwischen Einzelschrauber und Stützrahmen I verhindert stoßartige Beanspruchungen der sich drehenden Teile und schont somit vor allem die Einzelschrauber.

Die Schraubspindelgehäuse 2, 2' und 2" können sich in als Wälzlager ausgebildeten Lagern 7, 8 je nach Größe des Schraubmoments Mds mehr oder weniger drehen. Das spindelseitige Lager 7 nimmt dabei auch axial auf die Schraubspindel 3 bzw. 3' bzw. 3" oder auf das Schraubspindelgehäuse 2 bzw. 2' bzw. 2" wirkende Kräfte auf. Die Lager 7,8 sind jedoch nicht — wie bisher bei Mehrfachschraubern üblich — starr im Stützrahmen 1 angeordnet, sondern jeweils in einem PaOteil 9 bzw. to gehalten, welches seinerseits in einem elastischen Ringteil 11 bzw. 12 im Stützrahmen 1 gelagert ist.

Die elastischen Ringteile 11 und 12 bestehen aus Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff; sie ermöglichen eine geringfügige radiale Verschiebung der

Schraubspindelgehäuse 2, 2', 2" bzw, der Schraubspindeln 3, 3', 3" im Stützrahmen 1, Zur Erläuterung der Wirkung der elastischen Ringteile IJ, 12 wird angenommen, daß von der Schraubspindel 3 ein Schraubmoment Mds im Gegenuhrzeigersinn auf eine *> Schraube 13 übertragen wird, um die Werkstücke 14 und 15 miteinander zu verbinden. Das Schraubmoment Mds ruft ein im Uhrzeigersinn drehendes Reaktionsmoment MdR hervor, welches auf den Stützrahmen 1 wirkt

F i g. 2 zeigt die Verteilung der vom Schraubmoment Mds der Schraubspindel 3 herrührenden Reaktionskräfte K' und K" auf die beiden anderen in Betrieb befindlichen Schraubspindeln 3' bzw. 3". Im Idealfall verteilen sich diese Reaktionskräfte K' und K" gleichmäßig auf die Schraubspindeln 3' und 3" und Γι damit auch auf die zu befestigenden Schrauben 13' und 13", ±KK'= K"= 0,5 - MdRlR, wenn R der wirksame Hebelarm für die Reaktionskräfte AT'und K"\st

Infolge der an den Einzelschraubern und den zu befestigenden Teilen vorhandenen Toleranzen und Spiele ergibt sich tatsächlich jedoch eine ungleichmäßige Verteilung der Reaktionskräfte K', K". Beispielsweise kann das gesamte Reaktionsmoment Mdr als radial wirkende Reaktionskraft K' an der Schraube 13' angreifen, so daß die dritte Schraube 13" radial völlig unbelastet ist Die beiden genannten Schrauben 13' bzw. 13" werden demnach unter völlig verschiedenen Bedingungen angezogen. Die verschieden große radiale Belastung der Schrauben 13', 13" verursacht infolge des dadurch bedingten ungleichen Einschraubwiderstandes auch bei gleichen Schraubmomenten Afcfeeine ungleiche Vorspannung.

Dies wird durch die elastischen Ringteile 11 und 12 verhindert, die bewirken, daß die Einzelschrauber sich geringfügig in radialer Richtung gegenüber dem Stützrahmen 1 verschieben können. Während des Schraubvorgangs nehmen demzufolge stets zwei Schraubspindeln 3', 3" bzw. Schrauben 13', 13" die durch die dritte Schraubspindel 3 hervorgerufenen Reaktionskräfte K', K" auf, so daß die Schrauben 13' und 13" unter annähernd gleichen Bedingungen angezogen werden.

Die Vergleichmäßigung der vom Stützrahmen 1 auf die einzelnen Schraubspindeln übertragenen Reaktionskräfte hat also zur Folge, daß die Genauigkeit der Vorspannung in der Schraubverbindung durch den Einbau der elastischen Ringteile 11 und 12 wesentlich gesteigert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mehrfachsebrauber mit mehreren in einem gemeinsamen Stützrahmen angeordneten Einzelschraubern, in deren Gehäuse jeweils eine elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Schraubspindel in bekannter Weise gelagert ist, wobei jedes Schraubspindelgehäuse mittels zweier Lager drehbar in dem Stützrahmen gehalten ist und sich an diesem über ein Federelement in Umfangs- ι ο richtung abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lager (7, 8) mit ihren Außenringen unter Zwischenschaltung von Paßteilen (9, 10) in elastischen, aus Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff bestehenden Ringteilen (H₁ 12) ruhen, die eine geringfügige radiale Verschiebung der Schraubspindelgehäuse (2, 2', 2") bezüglich des Stützrahmens (1) ermöglichen.