DE2230525A1 - Vorrichtung zum anziehen einer auf einen gewindezapfen geschraubten mutter - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Anziehen einer auf einen Gewindezapfen geschraubten mutter Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anziehen einer auf einen Gewindezapfen geschraubten Mutter zur gegenseitigen Befestigung von zwei Maschinenteilen, mit einem auf den freien Endabschnitt des Gewindezapfens aufgeschraubten Dorn, an dem eine hydraulische Einrichtung zum Strecken des Gewindezapfens angreift, und mit einer den Dorn umgebenden Hülse, deren unterer Endabschnitt sich im Bereich der Mutter~an einem der beiden aneinander zu befestigenden Maschinenteile abstützt, und deren oberer Endabschnitt die hydraulische Streckeinrichtung abstützt, und die mindestens eine offnung aufweist, durch welche hindurch die Mutter anzuziehen ist.
• Beim gegenseitigen Befestigen von zwei-Maschinenteilen mittels Gewinde zapfen - Mutter-Verbindungen, wobei die Gewindezapfen in aller Regel als Schrauben ausgebildet sind, muß bekanntlich das Anziehen der Muttern sehr sorgfältig vorgenommen werden, wenn unzulässige Verspannungen der Maschinenteile und deren Verbindungselemente vermieden werden sollen. Dieses Problem ist beispielsweise von der Befestigung eines Zylinderkopfes an einem Zylinderblock oder der Befestigung von Lagerschalen an Pleuelköpfen oder Hauptlagern her hinlänglich bekannt.
• Zur Vermeidung derartiger Verspannungen, die beispielsweise beim Anziehen ton Muttern mittels Schlagschlüsseln als erhebliche Torsionsbeanspruchungen in den Gewinde zapfen bzw. Schrauben auftreten können, ist es bekannt, die Gewindezapfen beim Anziehen der Muttern von derartigen Torsionsbeanspruchungen zu entlasten. Um dieses zu erreichen, können die Gewindezapfen beispielsweise durch hydraulische Einrichtungen vorgespannt, d.h. um ein bestimmtes Maß elastisch gestreckt werden, woraufhin die Muttern jeweils auf die derart gestreckten Schrauben bis zur festen Anlage an dem zu befestigenden Maschinenteil angesogen werden, ohne daß die Gewindezapfen nennenswert auf Torsion beansprucht werden. Nach der Entlastung übt dann die weitgehend torsionsfreie Schraube eine Kraft in ihrer Längsrichtung aus und bringt die Mutter zu einer entsprechend festen Anlage an dem betreffenden Maschinenteil Die herkömmlichen unhandlichen und kompliziert aufgebauten Vorrichtungen zum Anziehen bzw. zum Spannen von Gewindezapfen-Mutter-Verbindungen weisen den Nachteil auf, daß das Anziehen der Mutter nach dem Strecken des Gewindezapfens jeweils unmittelbar im Bereich der Mutter zu erfolgen hat.
• Hierfür ist bei älteren Vorschlägen für gattungsmäßige Vorrichtungen im Bereich der Mutter im der den Dorn umgebenden Hülse eine Öffnung vorgesehen, durch welche hindurch ein Werkzeug einzuführen ünd mit der Mutter in Eingriff zu bringen ist, die sodann mittels dieses Werkzeuges angesogen werden kann.
• Eine derartige Ausführung hat sich insbesondere in Fällen, in denen im Bereich der Mutter wenig Platz vorhanden ist, wie dieses beispielsweise bei Reparaturarbeiten an Zylinderköpfen installierter Motoren häufig der Fall ist, als nachteilig erwiesen, da es in derartigen Fällen häufig erforderlich wird, bestimmte Maschinenteile zu demontieren, die andernfalls das Anziehen der Muttern verhindern oder zumindest behindern. Auch in anderen Einsatzfällen hat sich das Erfordernis, die Mutter jeweils in ihrem unmittelbaren Bereich anziehen zu müssen, als ungünstig erwiesen. Dieses ist zum Beispiel auch dann der Fall, wenn im Bereich der anzuziehenden Mutter verhältnismäßig hohe lokale Temperaturen vorhanden sind, deren Größe mit dem Abstand zur Mutter in einem beachtlichen Maße abfällt.
• Der Erfindung liegt die Ausgabe zugrunde, die gattungsmäßigen Vorrichtungen zum Anziehen der Muttern von Gewindezapfen-Mutter-Verbindungen für die gegenseitige Befestigung von Maschinenteilen unter Vermeidung ihrer Nachteile zu verbessern,und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher das Anziehen der Mutter jeweils im axialen Abstand zur Mutter erfolgen kann.
• Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daB die Öffnung für das Anziehen der Mutter im Bereich des von der Mutter abgekehrten oberen Endabschnittes der Hülse angeordnet ist, und daß zwischen der Hülse und dem Dorn ein sich von der Mutter bis zum Bereich der Öffnung entlang der Hülse erstreckendes Betätigungsmittel zum Anziehen der Mutter vorgesehen ist, das an seinem unteren Endabschnitt mit der Mutter zusammenwirkt, und das an seinem oberen Endabschnitt durch die Öffnung in der Hülse hindurch um seine Längsachse zu verdrehen ist.
• In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Betätigungsmittel zum Anziehen der Mutter in der Art eines Steckschlüssels ausgebildet ist.
• Das Betätigungsmittel zum Anziehen der Mutter kann an seinem oberen Endabschnitt mit etwa radial verlaufenden Bohrungen versehen sein, die annähernd zu der Öffnung in der Hülse fluchten. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Mutter nach dem Strecken des Gewindezapfens mithin in einfacher Weise dadurch angezogen werden, daß das an seinem unteren Endabschnitt mit der Mutter zusammenwirkende Betätigungsmittel durch Einführen eines Stiftes, Bolzens oder dergleichen durch die Öffnung in der Hülse in die Bohrungen des Betätigungsmittels åeweils um einen bestimmten Abschnitt verdreht wird.
• Beim Anschlagen des Stiftes, Bolzens oder dergleichen an die Wandung der Hülsenöffnung kann der Stift herausgezogen und in eine benachbarte Bohrung eingeführt werden, woraufhin das Betätigungsmittel um einen weiteren Abschnitt gedreht werden kann.
• Dieser Vorgang ist solange zu wiederholen, bis die Mutter mit dem betreffenden Maschinenteil zur Anlage gekommen ist.
• Um mit einem einfach ausgebildeten Hilfsmittel wie einem Stift, Bolzen oder dergleichen auskommen zu können, kann der Durchmesser der radialen Bohrungen im Betätigungsmittel kleiner ausgebildet sein als der Öffnungsquerschnitt in der Hülse.
• Um ein einfaches Anziehen zu bewirken, ist vorgesehen, daß der Öffnungswinkel der Hülsenöffnung größer ist als der Teilungswinkel der radialen Bohrungen. Dadurch wird erreicht, daß in Jeder Stellung des Betätigungsmittels ein Verschwenken des Betätigungsmittels durch einen Stift oder dergleichen möglich ist, und daß beim Anschlagen des Stiftes an die seitliche Wandung der Hülsenöffnung am anderen Ende der Hülsenöffnung eine Bohrung im Betätigungsmittel diese Wandung bereits passiert hat und für den Stift zugänglich im Bereich der Hülsenöffnung liegt.
• Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Betätigungsmittel zum Anziehen der Mutter an seinem oberen Endabschnitt mit einer Verzahnung versehen ist, die mit einem sich teilweise durch die Öffnung in der Hülse hindurch erstreckenden Zahnrad zusammenwirkt. Selbstverständlich könnte anstelle eines solchen Zahnrades auch beispielsweise eine Zahnstange Verwendung finden.
• Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein Zahnrad, welches bevorzugt in der Hülse gelager-t sein kann, für eine einfache und dennoch sehr wirkungsvolle Ausbildung der Vorrichtung besonders geeignet ist.
• Um die Reibungskräfte zwischen dem Betätigungsmittel einerseits und den-übrigen Teilen der Vorrichtung andererseits möglichst klein zu halten, ist bevorzugt vorgesehen, daß das Betätigungsmittel zylindrisch ausgebildet ist, und daß sein Außenmantel im Abstand zur Innenseite der Hülse sowie sein Innenmantel im Abstand zur Außenseite des Dornes steht. Dadurch wird erreicht, daß beim Anziehen der Mutter nur sehr geringe Reibungskräfte auftreten, so daß das Anziehen außerordentlich mühelos ist.
• Die Erfindung und bevorzugte Ausgestaltungen der( Erfindung sind nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Anziehen einer auf einen Gewinde zapfen geschraubten Mutter, deren Betätigungsmittel als Steckschlüssel ausgebildet ist und an seinem oberen Endabschnitt radial verlaufende Bohrungen aufweist, Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 nach der Schnittlinie II-II, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Variante der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, bei welcher das Betätigungsmittel für die Mutter an seinem oberen Endabschnitt mit einer Verzahnung versehen ist und Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 3 nach der Schnittlinie IV-IV.
• Die Fig. 1 und 2 zeigen eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Anziehen einer auf einen als Stiftschraube 11 ausgebildeten Gewindezapfen geschraubten Mutter 12 zur gegenseitigen Befestigung von zwei Maschinenteilen, von denen das eine Maschi-.
• nenteil durch eine strichpunktierte Linie A angedeutet ist. Bei diesem Maschinenteil handelt es sich im vorliegenden Beispiel um den Zylinderkopf eines Dieselmotors, der durch das Aufschrauben und Anziehen von Muttern 12 auf die Endabschnitte von im Zylinderblock eingeschraubten, Bohrungen des Zylinderkopfes durchdringenden Stiftschrauben 11 zu befestigen ist. Von diesen Schrauben 11 und Muttern 12 sind in der Zeichnung nur Jeweils eine dargestellt.
• Auf den oberhalb der Mutter 12 liegenden freien Endabschnitt der Stiftschraube 11 ist ein zylindrischer Dorn 13 aufgeschraubt, der von einer Hülse 14 umgeben ist. Die Hülse 14 weist an ihrem von der Mutter 12 abgekehrten oberen Endabschnitt Öffnungen 16 auf.
• Der obere Abschnitt 17 der Hülse 14 ist konisch nach außen erweitert und geht in einen zylindrischen Endabschnitt 18 über. Dieser Endabschnitt 18 stützt sich an einer hydraulischen Einrichtung 19 zum Strecken der Stift schraube 11 ab. Zur Zentrierung besitzt die hydraulische Einrichtung 19 eine Ringschulter 20, die am oberen Innenrand des zylindrischen Endabschnittes 18 der Hülse 14 anliegt. Bei der hydraulischen Einrichtung 19 handelt es sich um ein ringförmiges Hydrozugelement bekannter Bauart. Auf den oberen Endabschnitt des Dornes 13 ist ein Kopfstück 21 aufgeschraubt. Das Kopfstück 21 ist gegen Verdrehung durch einen Stift 22 gesichert, der sich bis in den Dorn 13 hinein erstreckt.
• An seinem oberen Ende 23 ist das Kopfstück 21 in der Art einer Hutmutter ausgebildet und liegt mit einem Ringflansch 24 an der Oberseite der hydraulischen Einrichtung 19 an.
• Zwischen der Hülse 14 und dem Dorn 13 ist ein sich von der Mutter 12 bis zum Bereich der Öffnungen 16 entlang der Hülse 14 bzw. des Dornes 13 erstreckendes Betätigungsmittel 26 angeordnet, das an seinem unteren Endabschnitt mit der Mutter S2 zusammenwirkt. Das Betätigungsmittel 26 ist in der Art eines Steckschlüssels ausgebildet. An seinem obe, ren Endabschnitt weist es radial verlaufende Bohrungen 27 auf, die zu den Öffnungen 16 in der Hülse 14 fluchten. Der Durchmesser der radialenrohrungen 27 ist jeweils kleiner als der Querschnitt der Öffnungen 16 und ihr beilungswinkel 28 ist kleiner als der Öffnungswinkel 29 der Öffnungen 16. An seinem unteren Endabschnitt ist das als Steckschlüssel ausgejbildete Betätigungsmittel 26 an seiner Innenseite mit einer zwölfzackigen Ausformung versehen, die den entsprechenden Abmessungen des Sechskants 31 entspricht, der am oberen Endabschnitt der Mutter 12 ausgebildet ist. Diese besondere Ausbildung der Mutter 12 hat sich festigkeitsmäßig als zulässig erwiesen, da die Materialschwächung der Mutter 12 in ihrem oberen Abschnitt 31 infolge der erheblichen Kraftabnahme in auswärtiger Axialrichtung unschädlich ist.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Nachdem die Hülse 14 mit der hydraulischen Einrichtung 19 über die Mutter 12 geschoben ist, wird der Dorn 13 mittels des Kopfstückes 21 auf die Stiftschraube 11 soweit aufgeschraubt, bis die Hülse 14 an der Auflagefläche A fest anliegt.
• Sodann wird die hydraulische Einrichtung 19 über eine nicht dargestellte Versorgungsleitung mit Hilfe einer Handpumpe mit Hydraulikflüssigkeit beaufschiagt bis der gewünschte Streckdruck bzw. die gewünschte Streckung der Stiftschraube 11 erreicht ist. Sodann kann die Mutter 12 angezogen werden. Hierfür wird ein nicht gezeichnetes stabartiges Werkzeug durch die Offnung 16 in die im Öffnungsbereich befindliche radiale Bohrung 27 des Steckschlüssels 26 eingeführt. Dieser wird mittels des eingeführten Stabes solange verdreht, bis der Stab an die Seitenfläche 32 der Öffnung 16 anschlägt. Nach dem Herausziehen des Stabes und Einführen in die nachfolgende radiale Bohrung 27, welche sich zwischenzeitlich in den Bereich der Öffnung 16 bewegt hat, kann der Vorgang solange fortgesetzt werden, bis die Mutter 12 fest an der Auflagefläche A anliegt. Nach dem Anziehen der Mutter 12 wird der hydraulische Druck durch Öffnen eines nicht gezeichneten Ventils abgebaut, woraufhin die Vorrichtung in umgekehrter Reihenfolge wie bei der Montage wieder entfernt werden kann.
• Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Variante der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2. Gleiche bzw. entsprechende Teile der Vorrichtung gemäß Fig. 3 und 4 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Fi¢.
• 1 und 2.
• Im Gegensatz zu der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung ist das ebenfalls in der Art eines Steckschlüssels ausgebildete Betätigungsmittel 26 hier nicht mit Bohrungen versehen, sondern es weist an seinem oberen Endabschnitt eine Verzahnung 40 auf, die durch einen fest mit dem Steckschlüssel 26 verbundenen Zahnkranz 41 verwirklicht ist. Mit der Verzahnung 40 des Zahnkranzes 41 wirkt ein Zahnrad 42 zusammen, welches mittels einer Welle 43 in der Hülse 14 gelagert ist. An ihrem unteren Endabschnitt 44 ist die Welle 43 mit einem Vierkantnapfen versehen, an dem ein Hebel, eine Ratsche,ein Handrad oder dergleichen anzubringen ist. Stattdessen kann selbstverständlich auch ein motorischer Antrieb vorgesehen sein. Eine Vorrichtung, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, eignet sich insbesondere dann, wenn verhältnismäßig große Strecklängen der Stiftschrauben 11 von beispiefsweise 400 mm oder mehr verwirklicht werden sollen.
• Im übrigen unterscheidet sich die grundsätzliche Wirkungsweise der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung von der oben beschriebenen Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 nicht.
• Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Betätigung der Mutter 12 in einem verhältnismäßig großen axialen Abstand B erfolgen kann, so daß man von den häufig im Bereich der Muttern herrschenden engen Platzverhältninsen, hohen Temperaturen und dergleichen weitgehend unabhängig bzw. unbehindert ist.

Claims (8)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Anziehen einer auf einen Gewinde zapfen geschraubten Mutter zur gegenseitigen Befestigung von zwei Maschinenteilen, mit einem auf den freien Endabschnitt des Gewindezapfens aufgeschraubten Dorn, an dem eine hydraulische Einrichtung zum Strecken des Gewindezapfens angreift, und mit einer den Dorn umgebenden Hülse, deren unterer Endabschnitt sich im Bereich der Mutter an einem der beiden aneinander zu befestigenden Maschinenteile abstützt, und deren oberer Endabschnitt die hydraulische Streckeinrichtung abstützt, und die mindestens eine Öffnung aufweist, durch welche hindurch die Mutter anzuziehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (16) für das Anziehen der Mutter (12) im Bereich des von der Mutter (12) abgekehrten oberen Endabschnittes der Hülse (14) angeordnet ist; und daß zwischen der Hülse (14) und dem Dorn (13) ein sich von der Mutter (12) bis zum Bereich der Öffnung,(16) entlang der Hülse (14) erstreckendes Betätigungsmittel (26) zum Anziehen der Mutter (12) vorgesehen ist, das an seinem unteren Endabschnitt mit der Mutter (12) zusammenwirkt, und daß an seinem oberen Endabschnitt durch die Öffnung (16) in der Hülse (14) hindurch um seine Längsachse zu verdrehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das BetätXgungsmittel (26) zum Anziehen der Mutter (12) in der Art eines Steckschlüssels ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (26) an seinem oberen Endabschnitt mit radial verlaufenden Bohrungen (27) versehen ist, die zu der Öffnung (16) in der Hülse se (14) fluchten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser derradialen Bohrungen (27) kleiner ist als der Querschnitt der Offnung (16).

5. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel (29) der Öffnung (16) größer ist als der Teilungswinkel (28) der radialen Bohrungen (27).

6. Vorrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (26) zum Anziehen der flutter (12) an seinem oberen Endabschnitt mit einer Verzahnung (40) versehen ist, die mit einem sich teilweise durch die Öffnung (16) in der Hülse (14) hifidureherstreekenden Zahnrad (42) zusammenwirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (42) in der Hülse (14) gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (26) zylindrisch ausgebildet ist und sein Außenmantel im Abstand zur Innenseite der Hülse (14) sowie sein Innenmantel im Abstand zur Außenseite des Dornes (13) steht.

L e e r s e i t e