DE2625407C2 - Anziehvorrichtung zum Anspannen eines Schraubenbolzens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anziehvorrichtung zum Anspannen eines mehrere Maschinenteile verschraubenden Schraubenbo'zens und zum Festschrauben oder Lösen einer Mutter auf dem bzw. von dem angespannten Schraubenbolzen, insbesondere zur Verschraubung von Dieselmotorteilen mittels Zugankern, mit einem Zylinder, einem in diesem in axialer Richtung verschiebbaren Kolben und einem zwischen dem Kolben und dem Zylinder angeordneten Druckraum, in welchem ein Druck erzeugbar ist, welcher den Kolben vom Zylinder wegdrückt und während des Anziehvorganges auf den Schraubenbolzen über den auf letzteren einwirkenden Kolben eine Zugkraft ausübt.

Bei der Verschraubung von Maschinenteilen mittels größeren Schraubenbolzen und entsprechend großen Muttern ist es wünschenswert, die normalerweise im Schraubenbolzen bei Festschrauben der Mutter auftretenden Torsionsspannungen zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden schon seit längerer Zeit Anziehvorrichtungen der genannten Art verwendet, mit welchen vorerst auf den Schraubenbolzen eine Zugkraft ausgeübt wird und ihm damit eine Vorspannung und entsprechende Dehnung erteilt wird. Die Mutter wird dann mit geringem Torsionsmoment festgeschraubt und der Schraubenbolzen anschließend entlastet.

Eine solche Anziehvorrichtung ist in der Betriebsanleitung für Sulzer Dieselmotoren des Typs RD 90 auf Seite 191—20 gezeigt. Zur Durchführung eines Anzieh-Vorganges wird die Vorrichtung auf dem anzuspannenden Schraubenbolzen so weit aufgeschraubt, bis der Zylinder auf dem äußersten der zu verschraubenden Maschinenteile aufliegt, worauf im Druckraum ein Flüssigkeitsdruck aufgebaut wird, der die vom Kolben auf den Schraubenbolzen auszuübende Zugkraft erzeugt wird. Eine Vergrößerung des Kolbenhubes und damit der ausführbaren Dehnung des Schraubenbolzens kann nur durch Demontage einer an der Stirnfläche des Zylinders angeordneten Anschlagplatte erzielt werden, wobei dann jedoch der Kolben aus dem Zylinder herausfahren kann. Außerdem ist es notwendig, vor jedem Anziehvorgang, welcher das Lösen einer Mutter oder einem Schraubenbolzen bezweckt, sicherzustellen, daß die Anfangshöhe des Druckraumes groß genug ist, um eine Verspannung der Schraubenverbindung durch Torsionskräfte zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anziehvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern, daß sich eine erwünschte axiale Anfangserstreckung des Druckraumes in Richtung der Kolbenbewegung ohne besondere Vorkehrungen einstellt und sich eine vorbestimmte Relativstellung des Kolbens im Zylinder nach Vollendung eines Anziehvorganges zurückstellt, wobei der

Arbeitshub ohne Gefährdung eines Ausfahrens des Kolbens aus dem Zylinder auf einfache Weise vergrößert werden kann.

Ein Anziehvorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich durch eine zwischen dem Kolben und dem Zylinder angeordnete federnde Abstandsnaltevorrichtung aus, welche eine minimal erforderliche axiale Anfangserstreckung des Druckraumes sicherstellt, und eine auf den Kolben eine Rückstellkraft ausübende federnden Rückstellvorrichtung, welche eine vorbestimmte axiale Erstreckung des Druckraumes bei entlasteter Anziehvorrichtung zurückstellt und in ihrem zusammengedrückten Zustand als Anschlag dient, welcher das Herausfahren des Kclbens aus dem Zylinder verhindert

Die erfindungsgemäße Anziehvorrichtung besitzt folgende Vorteile. Die minimale axiale Erstreckung des Druckraumes, welche durch die Gesamtlänge der zusammengedrückten Abstandshaltevorricntung bestimmt ist, kann durch Änderung dieser Gesamtlänge zwischen bestimmten Grenzen variiert werden. Auf ähnliche Weise kann der Arbeitshub und damit die ausführbare Dehnung durch Änderung der Gesamthöhe der zusammengedrückten Rückstellvorrichtung zwischen bestimmten Grenzen variiert werden. Es ist ferner möglich, längere Schnuben zu verwenden, und damit die obigen Grenzen noch mehr zu erweitern.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In dieser ist eine der Verschraubung von Dieseimotorteilen mittels Zugankern dienende hydraulische Anziehvorrichiung gezeigt, mit einem Zylinder t, einem in diesem geführten Kolben 2 und mehreren, an einem Kreis angeordneten Schrauben 3, von denen nur eine gezeigt ist. Diese sind im Zylinder 1 bis zu einer festen Anschlagfläche 17 eingeschraubt und erstrecken sich durch Durchsteckbohrungen des Kolbens 1 hindurch, so daß dieser relativ zum Zylinder verschiebbar ist. Der Kolben 2 ist über zwei koaxiale zylindrische Flächen 4 und 5 in entsprechenden Bohrungen des Zylinders 1 axial verschiebbar angeordnet, jedoch mittels den Dichtungsringen 6 und 7 flüssigkeitsdicht abgedichtet. Zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben 2 ist der ringförmige Druckraum 8 vorgesehen, welcher über die Eintrittsbohrung 9 mit Hydraulikflüssigkeit füllbar und über die Entlüftungsbohrung 10 entlüftbar ist. Der Kolben 1 weist auch ein zentrales Gewindeloch 28 auf, in welches eine zum Anheben der Anzeigevorrichtung dienende Ringschraube (nicht gezeigt) einschraubbar ist.

Zwischen der Stirnfläche 12 des Zylinders und einer dieser gegenüberstehenden Gegenfläche 13 des Kolbens, welche an einem Flansch 11 desselben ausgebildet ist, ist ein Zwischenraum 14 vorgesehen, in welchem eine federnde Abstandshaltevorrichtung 15 mit den die Schrauben 3 umgebenden Federelementen 16 angeordnet ist. Diese können, aber müssen nicht unbedingt vorgespannt sein. Anstelle mehrerer Federelemente 16 kann ein einziges Federelement verwendet werden, welches im Zwischenraum 14 die entsprechende zylindrische Fläche des Kolbens umgibt. Die Federelemente 16 können aus elastisch zusammendrückbarem Material bestehende Scheiben, Schraubenfedern oder Tellerfederpakete sein. Die Federelemente 16 sind so gewählt, daß im unteren Totpunkt des Kolbens, wenn die Federelemente ganz zusammengedrückt sind, der Druckraum 8 mindestens eine minimal erforderliche axiale Erstreckung H hat, weiche dann im Laufe des Anspannvorganges bei expandierenden Federelementen 16 nach Maßgabe der Dehnung des angespannten Schraubenbolzens wächst.

Zwischen der oberen Fläche 26 des Flansches 11 und den Köpfen der Schrauben 3 ist eine federnde Rückstellvorrichtung 18 angeordnet, welche die Schrauben 3 umgebende Federelemente 19 aufweist. Diese können ebenfalls vorgespannt sein und gegebenenfalls durch ein einziges großes Federelement ersetzt werden. Auch können sie aus elastisch zusammendrückbarem

ίο Material bestehende Scheiben, Schraubenfedern oder Tellerfederpakete sein.

Wenn die Rücksteilvorrichtung 18 ganz zusammengedrückt ist, dient sie als Anschlag, welcher den oberen Totpunkt des Kolbens festlegt und sein Herausfahren aus dem Zylinder verhindert und gleichzeitig die mit der Anzeigevorrichtung ausführbare maximale Dehnung begrenzt. Aus diesem Grund muß der Federweg der Rückstellvorrichtung 18 mindestens der gesamten Dehnung entsprechen, welcher der Schraubenbolzen unterzogen zu werden bestimmt ist. Außderdem dient die Rückstellvorrichtung der Wiederhestellung einer vorbestimmten Relativstellung des Kolbens 2 und des Zylinders 1, d. h. einer vorbestimmten Hublage des Kolbens im entlasteten Druckraum 8 nach Vollendung eines Anziehvorganges. Die Federelemente 16 und 19 müssen nicht unbedingt die gleichen Schrauben 3 umgeben. Vielmehr können einige der Schrauben 3 nur die Federelemente 16 und andere Schrauben 3 nur die Federelemente 19 aufweisen.

Während des Anziehvorganges ist die Mutter 21 auf dem Schraubenbolzen 20 so aufgeschraubt, daß sie auf dem Maschinenteil 22, dem äußersten der verschraubten bzw. der verschraubenden Maschinenteile, aufliegt. Der Kolben 2 der Anziehvorrichtung ist am Ende des Schraubenbolzens 20 so weit aufgeschraubt, daß der Zylinder 1 ebenfalls auf dem Maschinenteil 22 aufliegt, wobei die Mutter 21 in der Bohrung 23 des Zylinders Unterkunft findet. Die Mutter 21 weist an ihrem Umfang mehrere radial verlaufende Bohrungen 24 auf, welche über öffnungen 25 des Zylinders zugänglich ist.

Eine Stange (nicht gezeigt) kann durch die öffnung 25 hindurch in die Bohrung 24 eingeführt werden, um die Mutter 21 zu verdrehen.

Wenn die Anziehvorrichtung zum Anspannen des

4"> Schraubenbolzens 20 und zum anschließenden Festschrauben der Mutter 21 verwendet werden soll, wird der Druckraum 8, welcher in diesem Zustand eine minimale axiale Anfangserstreckung von beispielsweise 4 mm hat, über die Eintrittsbohrung 9 mit Hydraulikflus-

sigkeit, beispielsweise mit öl, gefüllt und in ihm ein Flüssigkeitsdruck aufgebaut, welcher den Zylinder gegen den Maschinenteil 22 drückt und mit Hilfe des Kolbens 2 im Schraubenbolzen eine vorbestimmte Zugspannung und die damit verbundene vorbestimmte Dehnung hervorruft. Bei fortschreitender Dehnung des Schraubenbolzens wächst die axiale Erstreckung H des Druckraumes 8 an und der Kolben verschiebt sich im Zylinder. Wenn die vorbestimmte Dehnung des Schraubenbolzens erreicht ist, wird die Mutter 21 auf dem Schraubenbolzen 20 festgeschraubt. Anschließend wird die Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum 8 abgeführt und dieser damit entlastet. Letztlich wird die Anziehvorrichtung vom Schraubenbolzen 20 entfernt und cue Schraubenverbindung freigegeben. Nun stellt die Rückstellvorrichtung 18 die vorbestimmte Relativstellung zwischen dem Kolben und dem Zylinder wieder her.
Wenn die Anziehvorrichtune zum Lösen der Mutter

21 vom Schraubenbolzen 20 verwendet werden soll, verläuft der Vorgang insofern ähnlich, als die Anziehvorrichtung wie vorher auf den Schraubenbolzen aufgeschraubt wird und im Druckraum 8 ein Flüssigkeitsdruck aufgebaut wird, welcher den Kolben 2 nach oben drückt und im Schraubenbolzen 20 eine Zugspannung und damit Dehnung hervorruft. Der unterhalb der Mutter 21 liegende Abschnitt 27 des Schraubenbolzens 20 befindet sich in diesem Fall schon in einem elastisch gedehnten Zustand, welcher beim ursprünglichen Festsschrauben der Mutter auf dem Schraubenbolzen zustandegebracht worden ist. Ein Teil der ursprünglichen Dehnung wurde jedoch inzwischen zufolge der Zusammenpressung der verschraubten Maschinenteile aufgehoben. Zur Lösung der Mutter 21 muß die gesamte Dehnung auf den ursprünglichen Wert gebracht werden, wobei jedoch die Anziehvorrichtung nur die aufgehobene Dehnung aufbringen muß, damit die Mutter lösbar wird. Diese aufgebogene Dehnung beträgt jedoch nur einen Bruchteil der ursprünglichen gesamten Dehnung des Schraubenbolzens 20. Wenn nun die Mutter gelöst wird und der Druckraum 8 durch Abführung der Flüssigkeit entlastet wird, wird die Zugkraft dem Schraubenbolzen 20 entzogen, so da[ dieser plötzlich um den ganzen ursprünglichen Den nungswert kürzer wird. Dabei nähert sich die derr Druckraum 8 begrenzende Kolbenfläche dem Zylindei 1 um den erwähnten Dehnungswert, wodurch die momentane axiale Erstreckung des Druckraumes 8 urr diesen Wert kleiner wird.

Daraus folgt, daß, wenn die Anfangserstreckung de; Dmckraumes 8 kleiner als die Differenz zwischen derr ursprünglichen und dem aufgehobenen Dehnungswen ist, eine Verspannung der ganzen Verschraubung erfolgt. Dies wird mit der erfindungsgemäßen Abstandshaltevorrichtung 15 dadurch verhindert, daß, wenn dei Schraubenbolzen um den ursprünglichen Dehnungswen kürzer wird und der Kolben um diesen Betrag sich verschiebt, die Federelemente 16 zusammengedrückt werden, wobei jedoch die axiale Erstreckung de; Druckraumes 8 bei ganz zusammengedrückten Teller federpaketen 16 noch groß genug ist, um die genannte Vorspannung auch bei den schlimmsten vorkommender Bedingungen zu vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Anziehvorrichtung zum Anspannen eines mehrere Maschinenteile verschraubenden Schraubenbolzens und zum Festschrauben oder Lösen einer Mutter auf dem bzw. von dem angespannten Schraubenbolzen, insbesondere zur Verschraubung von Dieselmotorteilen mittels Zugankern, mit einem Zylinder, einem in diesem verschiebbaren Kolben und einem zwischen dem Kolben und dem Zylinder angeordneten Druckraum, in welchem ein Druck erzeugbar ist, welcher den Kolben vom Zylinder wegdrückt und während des Anziehvorganges auf den Schraubenbolzen über den auf letzteren einwirkenden Kolben eine Zugkraft ausübt, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Kolben (2) und dem Zylinder (1) angeordnete federnde Abstandshaltevorrichtung (15), welche eine minimal erforderliche axiale Anfangserstreckung des Druckraumes (8) sicherstellt, und eine auf den Kolben (2) eine Rückstellkraft ausübende federnde Rückstellvorrichtung (18), welche eine vorbestimmte axiale Erstreckung des Druckraumes (8) bei entlasteter Anziehvorrichtung zurückstellt und an ihrem zusammengedrückten Zustand als Anschlag dient, welcher das Herausfahren des Kolbens (2) aus dem Zylinder verhindert.

2. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltevorrichtung (15) ein oder mehrere Federelemente (16) aufweist, welche zwischen einer Stirnfläche (12) des Zylinders und einer dieser gegenüberstehenden Gegenfläche (13) des Kolbens (2) angeordnet sind.

3. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung (18) eine oder mehrere Federelemente (19) aufweist, welche auf einer dem Zylinder (1) abgewandten Fläche (26) des Kolbens abgestützt sind.

4. Anziehvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (16, 19) aus elastisch zusammendrückbarem Material bestehende Scheiben sind.

5. Anziehvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (16, 19) Schraubenfedern sind.

6. Anziehvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (16, 19) Tellerfederpakete sind.

7. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schrauben (3), welche durch Bohrungen des Kolbens (1) hindurchgehend im Zylinder (1) bis zu einer festen Anschlagfläche (17) eingeschraubt sind und eine Relativbewegung zwischen dem Kuben (2) und dem Zylinder (1) ermöglichen.

8. Anziehvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (19) die Rückstellvorrichtung (18) zwischen dem Kolben (2) und den Köpfen der Schrauben (3) angeordnet sind.

9. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch von Federelementen (16) der Abstandshaltevorrichtung (15) und/oder Federelementen (19) der Rückstellvorrichtung (18) umgebene Schrauben (3).

10. Anziehvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (116, 19) vorgespannt sind.

11. Anziehvorrichtuni? nach Ansnnich 1. dadurch

gekennzeichnet, daß im ganz zusammengedrückten Zustand der Abstandshaltevorrichtung (15) der Druckraum (8) mindestens eine zur Vermeidung einer Verspannung der Verschraubung und der Anziehvorrichtung minimal erforderliche axiale Erstreckung aufweist.

12. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg der Rückstellvorrichtung (18) mindestens der gesamten Dehnung entspricht, welcher der Schraubenbolzen (20) während seines Anspannens unterzogen zu werden bestimmt ist.