DE2638688B1

DE2638688B1 - Vorrichtung zum auffaedeln und gleichzeitigen drehen der muttern mehrerer schraubenbolzen

Info

Publication number: DE2638688B1
Application number: DE19762638688
Authority: DE
Inventors: Volfango Ing Festinori; Klaus Dr-Ing Raschke
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1977-11-24
Also published as: FR2362701B1; CH616871A5; JPS6028636B2; BR7705573A; SE423056B; DE2638688C2; ES461904A1; FR2362701A1; JPS5327200A; US4104934A; SE7707180L

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffädeln und gleichzeitigen Drehen der Muttern mehrerer im Kreis angeordneter Schraubenbolzen, Dehnschrauben, Zuganker od. dgl., bestehend aus einem Tragring mit Aussparungen zur Aufnahme der Muttern nebst Schraubenbolzen und daran befestigten, gesonderten Drehaggregaten für jeweils eine Mutter oder eine mit der Mutter verbundene, den Schraubenbolzen umgebende Ansatzhülse, bei denen die Drehung durch einen in seiner Drehrichtung umkehrbaren Elektromotor bewirkt wird, und mit zusätzlichen Mitteln zum hydraulischen Spannen der Schraubenbolzen.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 22 58 859 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die zum Spannen und Vorspannen des Schraubenbolzens verwendeten Muttern mit einer Außenverzahnung versehen, in die ein Ritzel bzw. eine entsprechende Innenverzahnung der Ansatzhülse eingreift, die dann ihrerseits eine mit dem Ritzel kämmende Außenverzahnung trägt. Das Ritzel wird jeweils über ein Getriebe von einem Elektromotor angetrieben. Die Verzahnung schwächt die Mutter. Außerdem greift die zur Hervorrufung der Drehung erforderliche Kraft nur an einer Stelle längs des Umfangs der Mutter an, so daß besonders beim Auffädeln der Mutter das Innengewinde beschädigt werden kann, da Kippmomente und einseitige Radialkräfte auftreten, die auch durch die Ansatzhülse nicht ganz zu verhindern sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kraftflußmäßig günstigeren elektrischen Antrieb zum Auffädeln und Auf- und Abdrehen der Muttern zu schaffen.

Zur Lösung dieser Ausgabe bildet bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung die Mutter oder die mit der Mutter verbundene Ansatzhülse den Läufer des Elektromotors asynchroner Bauart, dessen Ständerteile, welche eine Wechselstromwicklung tragen, ring-, sektor- oder scheibenförmig ausgebildet und in den der Mutter bzw. der Ansatzhülse gegenüberliegenden Flächen der Aussparungen des Tragringes angeordnet sind.

Das zur Drehung der Mutter erforderliche Drehmoment wird also berührungsfrei auf elektrischem Wege gleichmäßig entlang des gesamten Umfanges der Mantel- oder Stirnfläche der Mutter selbst oder der mit ihr verbundenen Ansatzhülse erzeugt. Die zur Erzeugung des Dreh- bzw. Wanderfeldes erforderlichen Ständerteile mit der Wechselstromwicklung können in den der Mutter bzw. der mit ihr verbundenen Ansatzhülse gegenüberliegenden Flächen in konstruktiv geeigneter Weise untergebracht werden, da auch hier der gesamte Umfang der Mantel- oder Stirnflächen der Aussparungen im Tragring ausgenutzt werden kann. Für den Antrieb ist nur eine verhältnismäßig geringe Leistung erforderlich, da nur die Muttern bzw. die mit der Ansatzhülse versehenen Muttern bewegt werden. Es kann deshalb auch ein Elektromotor mit verhältnismäßig geringem Wirkungsgrad verwendet werden. Da außerdem der Antrieb jeweils nur sehr kurrzeitig betrieben wird, bildet die Ableitung der infolge der Verluste entstehenden Wärme kein Problem. Im übrigen können die Verluste durch eine geeignete Wahl der Pohlzahl des Elektromotors beeinflußt werden.

Da die Mutter bzw. die mit ihr verbundene Ansatzhülse sich wie ein massiver, wicklungsfreier Läufer eines Asynchronmotors verhält, erreicht man den Vorteil eines hohen Anlaufmomentes. Sollte ein anderes Momentenverhalten gewünscht sein, so kann man die den Ständerteilen zugewandte Außenfläche der Mutter bzw. der Ansatzhülse in zweckmäßiger Weise mit einer Käfigwicklung versehen.

Um die für das Auf- und Abdrehen der Mutter erforderliche Zeit möglichst kurz zu halten, empfiehlt es sich, längs des Tragringes der Vorrichtung für jeden Schraubenbolzen ein erfindungsgemäß ausgebildetes Drehaggregai anzuordnen, die auch unabhängig voneinander schaltbar sind. Dadurch wird aber der zur Verfügung stehende Platz kleiner, als wenn man nur für jeden zweiten Schraubenbolzen einen Auftrieb für die Muttern hätte und die Vorrichtung nach erfolgter Befestigung umsetzte. Der Raumbedarf für den Antrieb läßt sich mit Vorteil dadurch beeinflussen, daß die Wechselstromwicklung der Ständerteile jeweils mit von der Netzfrequenz abweichender Frequenz gespeist

wird, weil dann eine größere Freiheit hinsichtlich der Wahl der Polzahl besteht. Zur optimalen Raumausnutzung kann man zwischen Elektromotoren mit radialem oder axialem Luftspalt wählen. Ist ein Schraubenbolzen zur Erzeugung einer Vorspannung und zum Spannen mit zwei Muttern versehen, so kann man mit Vorteil die untere, zum Vorspannen des Schraubenbolzens dienende Mutter als Läufer eines Elektromotors mit radialem Luftspalt und die obere, zum Spannen dienende Mutter als Läufer eines Elektromotors mit axialem Luftspalt ausbilden, um je nach dem zur Verfügung stehenden Platz nicht nur die Mantelflächen, sondern auch die Stirnflächen der Mutter bzw. der mit ihr verbundenen Ansatzhülse zur Erzeugung der Drehbewegung auszunutzen. Die Ständerteile sind bei axialem Luftspalt entsprechend scheibenförmig.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der in F i g. 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil der gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung entlang der Linie I-I in F i g. 2;

Fig.2 zeigt den Schnitt entlang der Linie II-II in Fig.l.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist im Längsschnitt in F i g. 3 dargestellt.

Zum Vorspannen eines nicht dargestellten Deckels mit Schraubenbolzen 1 soll eine Mutter 2 unter Verwendung einer Vorrichtung automatisch auf ein Gewinde 3 gedreht werden. Dazu ist der Tragring 4 der Vorrichtung mit Aussparungen 5 versehen, weiche jeweils den Schraubenbolzen 1 und die Mutter 2 aufnehmen, wobei die Mutter 2 beim Aufsetzen des Tragringes 4 aufgefädelt wird.

Ferner sind in den den Mantelflächen 6 der Mutter 2 gegenüberliegenden Flächen 7 der Aussparungen 5 jeweils Nuten 8 vorgesehen, die gleichmäßig längs des Umfanges verteilt sind. In diesen Nuten 8 liegen sektorförmig ausgebildete Ständerteile 9 eines Elektromotors asynchroner Bauart, dessen Läufer die Mutter 2 bildet Die Wechselstrom- bzw. Drehstromwicklung in den Ständerteilen 9 ist zwecks Vereinfachung nicht gezeichnet. Außerdem können die Nuten 8 mit einer geeigneten, als Abschirmung dienenden Auskleidung versehen sein, um zu vermeiden, daß in dem Tragring 4 zu große Streufelder entstehen.

Um eine Drehung der Mutter 2 zu erzielen, werden die Wechselstromwicklungen der Ständerteile 9 mit einem Wechsel- bzw. Drehstrom geeigneter, eventuell von der Netzfrequenz abweichender Frequenz gespeist. Das entstehende Dreh- bzw. Wanderfeld versetzt die als massiver Läufer wirkende Mutter 2 in Rotation und dreht sie somit auf dem Gewinde 3. Die Kraftübertragung ist völlig gleichmäßig, wobei der Tragring 4 das Gegenmoment aufnimmt. Diese Drehung der Mutter 2 wird in der gewünschten Drehrichtung so lange durchgeführt, z. B. auch mit entsprechenden Lageänderungen des Tragringes 4 gekoppelt, bis die Endlage der Mutter 2 erreicht ist, z. B. auf einem Ring 10.

Durch die Verwendung von sektorförmigen Ständerteilen 9 ist deren Einbau in die Nuten 8 des Tragringes 4 leicht von der Aussparung 5 her vorzunehmen. Die Ständerteile 9 sind dadurch auch einfach auswechselbar. Die F i g. 1 zeigt jeweils zwei in der Höhe übereinanderliegende Ständerteile 9 in einer Nut 8, deren Wicklungen wahlweise oder auch gleichzeitig eingeschaltet werden, je nach der Lage der Mutter 2. Man kann aber in jeder Nut 8 auch nur ein einziges, entsprechend höher ausgebildetes Ständerteil 9 anordnen.
Ein etwas abweichend ausgebildetes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 3 dargestellt. Für gleiche Teile wurden die gleichen Bezugszeichen beibehalten. Der Schraubenbolzen 1 dient zum Verspannen des Deckels eines Reaktorgefäßes und ist außer mit dem

ίο Gewinde 3 für die untere, zum Vorspannen des Schraubenbolzens 1 dienende Mutter 2 noch am oberen Ende mit einem Gewinde 11 versehen, auf welches eine Mutter 12 geschraubt wird, durch welche ein Spannen des Schraubenbolzens 1 möglich wird. Die Muttern 2 und 12 sind jeweils Stahlzylinder mit einem Innengewinde.

Die Vorrichtung 13 zum automatischen Drehen der Muttern 2 und 12 besteht aus dem Tragring 4 mit der Aussparung 5 zur Aufnahme des Schraubenbolzens 1 und der Mutter 2 sowie einem Tragring 14 zur Aufnahme der Ständerteile 9 des die Drehung der Mutter 2 hervorrufenden asynchronen Elektromotors. Darüber liegt ein Teil 15 zum hydraulischen Recken des Schraubenbolzens 1, an das sich dann noch ein weiterer Tragring 16 für die Ständerteile 17 zum Drehen der Mutter 12 anschließt.

Die Mutter 12 ist auf ihrer oberen Stirnseite zu einer Hülse 18 mit einer Innenverzahnung 19 ausgezogen, in weiche die Außenverzahnung 20 einer Ansatzhülse 21 eingreift. Diese Ansatzhülse 21, die den Schraubenbolzen 1 umgibt, hat in ihrem oberen Bereich eine glatte äußere Mantelfläche 22, die den Ständerteilen 9 in den Nuten 8 des Tragringes 14 gegenübersteht. Durch einen Ringansatz 23 mit gleitfähig ausgebildeten Oberflächen ist die Ansatzhülse 21 in axialer Richtung geführt, aber frei drehbar. Werden nun die Ständerteile 9 mit Wechselstrom gespeist, so wird die Ansatzhülse 21 in Rotation versetzt und überträgt diese Drehung durch die Verzahnungen 19, 20 auf die Mutter 2, die nun, je nach Drehrichtung, auf dem Gewinde 3 auf- oder abgedreht wird. Der Tragring 4 der Vorrichtung 13 muß entsprechend in axialer Richtung verlagert werden, damit die Verzahnungen 19,20 in Eingriff bleiben. Beim Aufdrehen der Mutter 2 ist die gewünschte Endlage erreicht, wenn die untere Stirnfläche 24 der Mutter 2 an dem Ring 10 zur Anlage gebracht wird.

Auch die äußeren Mantelflächen 25 der Mutter 12 sind von Ständerteilen 17 eines asynchronen Elektromotors umgeben, welche ringförmig ausgebildet sind, da an dieser Stelle der Vorrichtung 13 keine Platz- und Montageschwierigkeiten für einen ringförmigen Ständer bestehen. Durch Speisung der Wechselstromwicklung der Ständerteile 17 wird die Mutter 12 ebenfalls in Rotation versetzt. Sie wird dabei z. B. auf das Gewinde 11 aufgeschraubt, bis sie an den Stirnflächen 26 des hydraulischen Teiles 15 zu Anlage gelangt. Dann wird durch entsprechendes Zuführen von Hydraulikflüssigkeit in das Teil 15 der Schraubenbolzen 1 in einem gewünschten Maße gereckt und daran anschließend wird durch Speisung der Ständerteile 9 mit Wechselstrom die Mutter 2 von neuem bis zum Anschlag an den Ring 10 gebracht. Die Vorspannung des Schraubenbolzens 1 bleibt dann auch nach Entlastung des hydraulischen Teiles 15 und nach Entfernung der Mutter 12 mit der Vorrichtung 13 erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auffädeln und gleichzeitigen Drehen der Muttern mehrerer im Kreis angeordneter Schraubenbolzen, Dehnschrauben, Zuganker od. dgl., bestehend aus einem Tragring mit Aussparungen zur Aufnahme der Muttern nebst Schraubenbolzen und daran befestigten, gesonderten Drehaggregaten für jeweils eine Mutter oder eine mit der Mutter verbundene, den Schraubenbolzen umgebende Ansatzhülse, bei denen die Drehung durch einen in seiner Drehrichtung umkehrbaren Elektromotor bewirkt wird, und mit zusätzlichen Mitteln zum hydraulischen Spannen der Schraubenbolzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (2, 12) oder die mit der Mutter (2, 12) verbundene Ansatzhülse (21) den Läufer des Elektromotors asynchroner Bauart bildet, dessen Ständerteile (9, 17), weiche eine Wechselstromwicklung tragen, ring-, sektor- oder scheibenförmig ausgebildet und in den der Mutter (2, 12) bzw. der Ansatzhülse (21) gegenüberliegenden Flächen (7) der Aussparungen (5) des Tragringes (4,14,16) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromwicklung der Ständerteile (9, 17) jeweils mit von der Netzfrequenz abweichender Frequenz gespeist wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerteile (9) auswechselbar in Nuten (8) des Tragringes (4, 14) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerteile (9) gegenüber dem Tragring (4,14) abgeschirmt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Mutter (2, 12) bzw. der Ansatzhülse (21) mit einer Käfigwicklung versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für Fälle, in welchen der Schraubenbolzen eine untere, zum Vorspannen dienende Mutter und eine obere, zum Spannen dienende Mutter trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der die untere Mutter (2) als Läufer enthaltende Elektromotor als solcher mit radialem Luftspalt und der die obere Mutter (12) als Läufer enthaltende Elektromotor als solcher mit axialem Luftspalt ausgebildet ist.