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Einrichtung zum Vorspannen der Schraub bolzen von großen Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vorspannen der Schraubbolzen von großen
Brennkraftmaschinen mit einer hy.
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draulischen Spannvorrichtung, die ein äußeres Zylindergehäuse mit
einer Auflagefläche zur Abstützung gegenüber einer, die anzuziehende Mutter umgebenden
festen Fläche der Brennkraftma.
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schine, einen im Zylindergehäuse geführten, mit einem Innengewinde
zur Verbindung mit den zu spannenden Schraubbolzen verZ sehenen Ringkolben und einen
von dem Zylindergehäuse und dem Ringkolben begrenzten, über eine Zuleitung mit der
Druckquelle verbindbaren, mittels Dichtringen abgedichteten Druckraum auf weist.
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Eine derartige Einrichtung mit einer hydraulischen Spannvore richtung
zum Spannen von Schraubbolzen eines bestimmten Durchs messers ist aus der DT"OS
2 161 063bekannt. An großen Brenn kraftmaschinen sind jedoch Schraubbolzen unterschiedlicher
Durchs messer vorgesehen, die sämtlich zum Anziehen der Muttern vorher spannt werden
müssen. Dies erfordert zum einen je eine hydrauf lische Spannvorrichtung für jeden
vorhandenen Gewindedurchmese ser Zum anderen benötigen die Schraubbolzen zur Vorspannung
auch unterschiedlich große Spannkräfte0 Für die am stärksten voro zuspannenden Schraubbolzen
müssen daher entsprechend groß die mensionierte Spannvorrichtungen vorgesehen werden"
Dadurch wer den diese Spannvorrichtungen schwer und lassen sich infolge ihres Gewichtes
und ihrer Größe schlecht handhaben Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe
zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die es ere
möglicht, mit wenigen kleinen, leichten und damit besser handhabe baren Einzelteilen
unter Verwendung weitgehend gleich ausgebildeter Spannvorrichtungen alle Schraubbolzen
einer Brennkraftmaschine zu spannen.
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Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch mindestens zwei hydraup lische
Spannvorrichtungen, deren Zylindergehäuse und Ringkolben mit Ausnahme unterschiedlicher
Innengewinde gleiche Außenabmessungen aufweisen sowie durch ein Verbindungsstück
mit zwei in je ein Innengewinde einschraubbaren Gewindezapfen zur Verbindung der
Ringkolben zweier hydraulischer Spannvorrichtungen.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unter ansprüchen
in Verbindung mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.
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Auf dieser zeigt Figur 1 einen Querschnitt durch einen Motor, Figur
2 einen Schnitt durch die Einzelheit II in Figur 1 in vergrößertem Maßstab, Figur
3 einen Schnitt durch die Einzel heit III in Figur 1, ebenfalls in vergrößertem
Maßstab und Figur 4 einen Schnitt durch die Einzel heit F9T in Figur 1, wiederum
in vergrößertem Maßstab.
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Die in Figur 1 dargestellte Brennkraftmaschine weist ein Grunde häuse
1 auf an dem Zylinderköpfe 2 mittels Schraubbolzen 3 be.
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festigt sind. Im Grundgekäuse 1 sind weiterhin untere Lagerschale
len 4 für die Kurbellvelle mittels waagerecht verlaufender Schraubbolzen 5 sowie
senkrechter Schraubbolzen 6 befestigt. An Pleuel.
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zapfen 7 der Kurbelwelle sind mittels geteilter Lager 8 Pleuel.
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stangen 9 angeschlossen. Die beiden Hälften jedes Lagers 8 sind
mittels
Schraubbolzen 10 miteinander fest verbunden. An Wangen 11 der Kurbelwelle sind mittels
weiterer Schraubbolzen 12 GegengeZ wichte 13 festgelegt. Im unteren Teil des Grundgehäuses
1 sind ferB ner Queranker vorgesehen, die aus nur strichpunktiert angedeuteten Schraubbolzen
14 bestehen.
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Zur Festlegung der Brennkraftmaschine am Fundament 15 dienen weitere,
ebenfalls nur strichpunktiert angedeutete Schraubbolzen 16.
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Letztlich sind auch zur Verbindung des Kupplungsflansches auf der
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit dem Gegenflansch einer Schrauben. oder Generatorwelle
weitere Schraubbolzen vorhanden.
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Alle diese Schraubbolzen stehen bei fertig montierter Brennkrafttn
maschine unter Vorspannung.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel finden Schraubbolzen mit drei
verschiedenen Dur^hmessern Verwendung. Dabei reicht es zum Spannen der Schraubbolzen
6, die einen großen Durchmesser aufweisen, der Schraubbolzen 3J 5, 10, 14, die einen
mittleren Durchmesser aufweisen, und der Schraubbolzen 12 und 16, die einen kleinen
Durchmesser aufweisen, aus, wenn zwei hydrauli.
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sche Spannvorrichtungen, die insgesamt mit 17 und 18 bezeichnet sind,
Verwendung finden, wie im einzelnen anhand der Figuren 2 bis 4 nachstehend erläutert
wird.
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Die Anordnung nach Fig. 2 dient zum Spannen eines Schraubbolzens mit
dem größten vorgesehenen Durchmesser.
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Die Spannvorrichtung 17 weist ein äußeres Zylindergehäuse 19 auf,
in dem ein Ringkolben 20 in Richtung der Kolbenlängsachse AA verschiebbar geführt
ist. Zwischen dem Ringkolben 20 und dem Zylindergehäuse 19 ist ein ringförmiger
Druckraum 21 vorgesehen. Zur Abdichtung des im Druckraum anstehenden hydrat~ lischen
Drucks dienen zwei Dichtringe 22, 23.
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Die Spannvorrichtung 18 umfaßt ebenfalls ein Zylindergehäuse 24, einen
darin geführten Ringkolben 25 und zwei Dichtringe 26, 27, die wiederum einen Druckraum
28 nach außen abdichtend Die äu.
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ßere Gestaltung der Zylindergehäuse 19, 24 sowie die AußenumZ fangsabmessungen
der Ringkolben 20, 25 beider Spannvorrichtungen sind gleich, so daß diese Teile
in ihren wesentlichen Abmessungen, insbesondere entlang der mit sehr geringen Toleranzen
zu bearbeitenden gegenseitigen Berührungsflächen, auf den gleichen Fer.
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tigungsmaschinen hergestellt werden können. Lediglich weist der Ringkolben
20 ein Innengewinde 29 auf, das einen größeren Durch.
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messer besitzt als das Innengewinde 30 des Ringkolbens 25. Die unterschiedlichen
Gewinde können jedoch ohne großen Mehrauf.
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wand in die sonst gleich bemessenen Ringkolben eingeschnitten werden.
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Zur Versorgung der Druckräume 21, 28 mit Druckflüssigkeit sind bei
der Spannvorrichtung 17 in das Zylindergehäuse 19 senkrecht zueinander stehende
Bohrungen 31, 32 eingebracht. In die Bohw rung 32, die radial verläuft, ist ein
Gewinde eingeschnitten, in das ein sich ebenfalls in radialer Richtung erstreckender
Anschluß~
stutzen 33 eingeschraubt ist. Bei der Spannvorrichtung
18 sind zur Druckversorgung des Druckraumes 28 im Ringkolben 25 zwei Bohrungen 34,
35 vorgesehen. Dabei ist die Bohrung 35 wiederum mit einem Gewinde zum Einschrauben
eines Anschluß3" stutzens 36 versehen. Die Bohrung 35 verläuft dabei senkrecht zu
einer Fläche 37 des Ringkolbens 25, die vom Zylindergehäuse 24 abgewandt ist. Außerdem
verlaufen die Bohrung 35 und der AnZ schlußstutzen 36 schräg zur-Längsachse A.S
des Ringkolbens 25.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Spannt vorrichtungen
17, 18 mittels eines Verbindungsstückes 38 miteinX ander verbunden. Das Verbindungsstück
38 weist hierzu einen GeZ windezapfen 39 auf, der in das Innengewinde 29 des Ringkolbens
20 einschraubbar ist, sowie einen Gewindezapfen 40, der in das Innengewinde 30 des
Ringkolbens 25 paßt. Am Verbindungsstück 38 ist weiterhin ein Flansch 41 vorgesehen,
der die Einschraubtiefe des Gewindezapfens 39 in das Innengewinde 29 begrenzt. Der
Flansch 41 weist radiale Bohrungen 42 zur Aufnahme des Endes eines Dr ehstiftes
43 a'if. Mittels des Drehstiftes 43 kann der Flansch 41 und damit das ganze Verbindungsstück
38 gedreht werden, um es in das Innengewinde 29 einzuschrauben.
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Der Ringkolben 20 ist im dargestellten Anwendungsfall mit seinem
Innengewinde 29 auf den Schraubbolzen 6 aufgeschraubt. Gleich zeitig stützt sich
eine abgestufte Auflagefläche 44 des Zylinderge häuses 19 über einen Zwischenring
45 an einer den Schraubbolzen 6 umgebenden festen Fläche 46 der unteren Lagerschale
4 ab. In die Abstufung der Auflagefläche 44 greift ein Bund 47 des Zwischen.
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ringes 45 ein. Hierdurch wird der Zwischenring 45 gegen radiale Verschiebungen
gegenüber der Spannvorrichtung 17 gesichert.
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Innerhalb des Zwischenringes 45 befindet sich eine auf den Schraubt
bolzen 6 aufgeschraubte Mutter 48. Die Mutter 48 weist am Außen umfang radiale Sackbohrungen
49 auf, in die der Drehstift 43 zum Aufschrauben der Mutter eingesteckt werden kann.
Der Drehstift 43 durchsetzt dabei Aussparungen 50 im Zwischenring 45, die als in
Umfangsrichtung verlaufende Längsschlitze aus gebildet sind und deren Höhe etwas
größer als der Durchmesser eines Drehstiftes 43 bemessen ist.
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Zwischen den Spannvorrichtungen 17 und 18 ist ein weiterer Zwischenring
51 vorgesehen, der die aufzubringende Spannkraft von einer Auflagefläche 52 des
Zylindergehäuses 24 zu einer rückwärea tigen Auflagefläche 53 des Zylindergehäuses
19 leitet. Auch der Zwischenring 51 weist einen Bund 54 auf, der in die Abstufung
der Auflagefläche 52 des Zylindergehäuses 24 eingreift. Die Außendurchmesser der
beiden Bunde 47 54 sind dabei gleich bemessen.
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Der Zwischenring 51 ist mit Bohrungen 55 versehen, die wiederum ein
Durchstecken eines Drehstiftes 43 gestatten.
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Soll der Schraubbolzen 6 gespannt werden0 so wird zunächst der Zwischenring
45 über die Mutter 48 geschoben und dann durch Einstecken eines oder mehrerer Drehstifte
43 durch die Ausspa rungen 50 in die Sackbohrungen 49 in seiner Lage festgelegt.
Anschließend wird die Spannvorrichtung 17 mit ihrem Ringkolben 20 auf das untere
Ende des Schraubbolzens 6 aufgeschraubt, bis die Auflagefläche 44 den Zwischenring
45 an die feste Fläche 46 drückt.
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Nunmehr wird der Gewindezapfen 39 des Verbindungsstücks 38 unter Zuhilfenahme
eines in eine Bohrung 42 eingesteckten Dreh stiftes 43 in das Innengewinde 29 des
Ringkolbens 20 eingeschraubt, bis der Flansch 41 zur Anlage am Ringkolben 20 kommt.
Anschließend wird der Zwischenring 51 angesetzt und wiederum vorläufig durch Einstecken
eines Drehstiftes 43 durch die Bohrungen 55 in die Bohrung 42 festgelegt. Zum Schluß
wird dann die Spannvorrichtung 18 wiederum unter Einführen eines Drehstiftes 43
in eine Sackbohrung 57 mit dem Innengewinde 30 des Ringkolbens 25 auf den Gewindezapfen
40 des Zwischenstücks 38 aufgeschraubt, bis die Auflagefläche 52 den Zwischenring
51 gegen die Auflagefläche 53 drückt.
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Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß auch zum Spannen der Schraubbolzen,
die die größten Spannkräfte erfordern, nur ver hältnismäßig kleine unvl leicht handhabbare
Teile erforderlich sind, so daß das Arbeiten mit der Spanneinrichtung auch bei beengtem
Raum keine Schwierigkeiten bereitet.
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Wird Druckflüssigkeit durch die Anschlußstutzen 33 und 36 zu den Druckräumen
21, 28 geführt, so bewegen sich die beiden Ringe kolben 20, 25 unabhängig voneinander
in Richtung des Pfeiles a und längen hierbei den Schraubbolzen mit einer Kraft,
die der Sumw me der von den beiden einzelnen Spannvorrichtungen 17, 18 auge.
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brachten Kräfte entspricht. Sobald die gewünschte Längung des Schraubbolzens
6 erreicht ist, kann die Mutter 48 mittels eines Drehstiftes 43 angezogen bzw. gelöst
werden.
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Gemäß Figur 3 findet die Spannvorrichtung 17 zum Spannen des Schraubbolzens
16 Verwendung. Da dieser Schraubbolzen den geringsten Durchmesser aller an der Maschine
vorgesehenen, zu spannenden Schraubbolzen hat und somit weder in das Innengewinde
29 der Spannvorrichtung 17 noch in das Innengewinde 30 der Spannvorrichtung 18 paßt,
ist ein Reduzierbolzen 58 vorgesehen, dessen ei.' nes Ende ein Innengewinde 59 zum
Aufschrauben auf den Schraubbolzen 16 aufweist. Das andere Ende des Reduzierbolzens
58 ist mit einem Kopf 60 versehen, der an einer Außenfläche 76 des Ringkolbens 20
anliegen kann. Der Durchmesser des Reduzierbolzens 58 ist dabei so bemessen, daß
er frei durch das Innengewinde 29 des Ringkolbens 20 hindurchgesteckt werden kann.
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Zur Abstützung der Spannvorrichtung 17 gegenüber einer festen Fläche
61 des Grundgehäuses 1 dient wiederum der Zwischenring 45.
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Zur Drehung der auf den Schraubbolzen 16 aufgesetzten Mutter 62 ist
ein Drehstift 63 vorgesehen, dessen Durchmesser der Größe der Sackbohrungen 64 in
der Mutter 62 entspricht.
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Die Spannvorrichtung 17 dient auch zum Spannen der Schraubbol.
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zen 12 (Fig. 1). Hier findet lediglich anstelle des Zwischenringes
45 ein Zwischenring 65 Verwendung, dessen dem Gegengewicht 13 zu.
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gewandtes Ende einen verringerten Durchmesser aufweist, um mit einer
möglichst kleinen Auflagefläche auszukommen.
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Sollten an einer Brennkraftmaschine Schraubbolzen noch kleineren Durchmessers
vorgesehen sein, die gespannt werden müssen, so wird dies dadurch ermöglicht, daß
ein zweiter Reduzierbolzen vorgesehen
wird, dessen Innengewinde
entsprechend kleiner ausge führt ist.
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Zum Spannen der Schraubbolzen 3, 5, 10 und 14 ist die Spann vorrichtung
18 vorgesehen, deren Innengewinde 30 direkt auf die Gewinde dieser Schraubbolzen
aufschraubbar ist. Es kann jedoch vorkommen, daß, wie beim Schraubbolzen 3, in mittels
barer Umgebung der aufzuschraubenden Mutter kein ausreichen.' der Platz zum Ansatz
der Spannvorrichtung zur Verfügung steht.
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In diesem Fall ist, wie Figur 4 zeigt, zwischen der Spannvorrichtung
18 und einer festen Auflagefläche 66 des Zylinderkopfes 2 ein Verlängerungsbolzen
67 vorgesehen. Das eine Ende des Ver längerungsbolzens 67 trägt ein Gewinde 68,
das in das Innengee winde 30 des Ringkolbens 25 einschraubbar ist. In das andere
ver stärkte Ende des Verlängerungsbolzens 67 ist ein Innengewinde 69 eingeschnittenE
das auf das Ende des Schraubbolzens 3 aufschraubbar ist. An das Innengewinde 69
schließt sich eine Bohrung 70 an, in die eine Hülse 71 eingepreßt ist. Die Hülse
71 begrenzt den Ein schraubweg des Gewindes des Schraubbolzens 3 in das InnengewinZ
de 69, Bei diesem Ausführungsbeispiel findet ein Zwischenring 72 Verwendung, dessen
Länge auf die Länge des Verlängerungsbolzens 67 abgestimmt ist. Der Zwischenring
72 stützt sich einerseits auf der Auflagefläche 66 ab und liegt andererseits innerhalb
der Abstufung an der Auflagefläche 52 des Zylindergehäuses 24 der Spannvorrichtung
18 an. Das der Auflagefläche 66 zugewandte Ende des Zwischenringes 72 übergreift
wiederum eine auf den Schraubbolzen 3
aufgesetzte Mutter 73 mit
Sackbohrungen 74 und weist Aussparungen 75 zum Durchführen eines Drehstiftes zur
Betätigung der Mutter 73 auf.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung setzt sich nicht nur aus leicht ten
kleinen Bauteilen zusammen, vielmehr erlaubt die Unterteilung auch eine optimale
Anpassung an alle Spannstellen. Trotz dem werden nur zwei Spannvorrichtungen mit
weitgehend gleicher Ausgestaltung benötigt.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Es könnte beispielsweise bei einer Brennkraftma schine, deren zu spannende Schraubbolzen
eine Vielzahl unter.
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schiedlicher Durchmesser aufweisen, auch zweckmäßig sein, drei Spannvorrichtungen
vorzusehen, die dann wahlweise einzeln, zu zweit oder zu dritt Anwendung finden.
Darüber hinaus liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn zwei oder mehr gleichartige
Spanneinrichtungen vorgesehen sind. Diese Lösung wird man dann wählen, wenn die
Konstruktion der Brennkraftmaschine ein gleichzeitiges Anziehen von zwei oder mehr
Schraubbolzen erforderlich macht.
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