DE2654787B2 - Einrichtung zum Vorspannen der Schraubbolzen von großen Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vorspannen der Schraubenbolzen von großen Brennkraftmaschinen mit einer aus mindestens zwei einzelnen Spannvorrichtungen zusammensetzbaren hydraulischen wi Spannvorrichtung, bei der die einzelne Spannvorrichtung je ein Zylindergehäuse mit einer Auflagefläche zur Abstützung gegenüber einer die anzuziehende Mutter umgebenden festen Fläche der Brennkraftmaschin!¹ oder einer Gegenfläche einer anderen Spannvorrich- *·'< tiing aufv'ürts. ferner mit einem im /.ylindergchiiuse geführten Kingkolben und einen von dem Zylindergehäuse und dem Ringkolben begrenzten, über eine Zuleitung mit einer DruekquelJe verbindbwen, mittels Dichtringen abgedichteten Druckraum, wobei die Außenabmessungen der Ringkolben gleich sind.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-AS 12 71 050 bekanntgeworden. Bei dieser Vorrichtung erstreckt sich eine mit den zu spannenden Schroubenbolzenenden verbundene Zugstange durch die Bohrungen der Kolben zweier Spannvorrichtungselemente und ist an ihrem anderen Ende über eine Mutter an dem äußeren Spannvorrichtungselement abgestützt

Diese Vorrichtung zum Spannen ist jedoch schwierig zu handhaben, was besonders an den Stellen einer Brennkraftmaschine deutlich wird, die eine hängende Anordnung der Spannvorrichtung erfordern. Dabei muß zunächst die verhältnismäßig lange und somit sperrige Zugstange auf dem zu spannenden Schraubenbolzen aufgeschraubt werden. Anschließend sind dann die einzelnen Spannvorrichtungselemente aber die Zugstange zu schieben und in dieser Stellung so lange zu halten, bis die Mutter aufgeschraubt werden kann. Bei den in der Brennkraftmaschine oft schwer zugänglichen Schraubenbolzenenden ist diese Aufgabe nur unter größten Schwierigkeiten und Anstrengungen für das Montagepersonal durchzuführen. Davon abgesehen bleibt die Anwendung dieser Spannvorrichtung auf Stellen mit guter Zugänglichkeit und ausreichendem Platzangebot beschränkt, da es vorkommen kann, daß bei angeschraubter Zogstange kein Raum mehr für die Anbringung der Spannvorrichtungselemente verbleibt. Auch kann mit der bekannten Vorrichtung nur ein bestimmter Typ von Schraubenbolzen gespannt werden. Die Anwendung an Schraubenbolzen verschiedener Dicke, die jeweils unterschiedliche Spannkraft erfordern, ist mit der bekannten Spannvorrichtung ohne Zusatzelemente nicht möglich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die gegenüber der aus der genannten Druckschrift vorbekannten Spannvorrichtung leichter zu handhaben und vielseitiger anwendbar ist sowie weniger Platz erfordert.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Ringkolben Innengewinde mit unterschiedlichem Außendurchmesser aufweisen, von denen das eine mit dem zu spannenden Schraubenbolzen verbindbar ist, und mit einem Verbindungsstück mit zwei in je ein Innengewinde einschraubbaren Gewindezapfen zum Verbinden der Ringkolben dieser zwei Spannvorrichtungen.

Es bietet sich hier/nit der Vorteil, daß die einzelnen Bauteile in sehr einfacher Weise jeweils füi sich und nacheinander befestigt werden können, daß keine Halttrungskrüfte für mehr als ein Teil aufgebracht werden müssen und daß keine sperrigen Elemente vorhanden sind. Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß die gezogenen Querschnittsflächen des Zwischenstücks auch den jeweils herrschenden Kräften angepaßt sind, was sich in einer weiteren Gewichtsersparnis bemerkbar macht. Ferner ergibt sich an der Spannvorrichtung ein geringerer Durchmesser, da das Zwischenstück ohne Spalt direkt in den Kolben eingeschraubt ist.

Ein Ausführungsbeispiel tier I-Xindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. F.* zeigt

F i g. I einen Querschnitt durch einen Motor,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Einzelheit Il in I'i g. I in vergrößertem Maßstab,

F ig, 3 einen Schnitt durch die Einzelheit IH in Fig. 1, ebenfalls in vergrößertem Maßstab und

F ί g. 4 einen Schnitt durch die Einzelheit IV in F i g. 1, wiederum in vergrößertem Maßstab,

Die in F i g. 1 dargestellte Brennkraftmaschine weist ein Grundgehäuse 1 auf, an dem Zylinderköpfe 2 mittels Schraubbolzen 3 befestigt sind. Im Grundgehäuse 1 sind weiterhin untere Lagerschalen 4 für die Kurbelwelle mittels waagerecht verlaufender Schraubbolzen 5 sowie senkrechter Schraubbolzen 6 befestigt. An Pleuelzapfen 7 der Kurbelwelle sind mittels geteilter Lager 8 Pleuelstangen 9 angeschlossen. Die beiden Hälften jedes Lagers 8 sind mittels Schraubbolzen 10 miteinander fest verbunden. An Wangen 11 der Kurbelwelle sind mittels weiterer Schraubbo'.zen 12 Gegengewichte 13 festgelegt Im unteren Teil des Grundgehäuses 1 sind ferner Queranker vorgesehen, die aus nur strichpunktiert angedeuteten Schraubbolzen 14 bestehen.

Zur Festlegung der Brennkraftmaschine am Fundament 15 dienen weitere, ebenfalls nur strichpunktiert angedeutete Schraubbolzen 16. Letztlich sind auch zur Verbindung des Kupplungsflansches auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit dem Gegenflans.-:h einer Schrauben- oder Generatorwelle weitere Schraubbolzen vorhanden. Alle diese Schraubbolzen stehen bei fertig montierter Brennkraftmaschine unter Vorspannung.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel finden Schraubbolzen mit drei verschiedenen Durchmessern Verwendung. Dabei reicht es zum Spannen der Schraubbolzen 6, die einen großen Durchmesser aufweisen, der Schraubbolzen 3, 5, 10, 14, die einen mittleren Durchmesser aufweisen, und der Schraubbolzen 12 und 16, die einen kleinen Durchmesser aufweisen, aus, wenn zwei hydraulische Spannvorrichtungen, die insgesamt mit 17 und 18 bezeichnet sind, Verwendung finden, wie im einzelnen anhand der F i g. 2 bis 4 nachstehend erläutert wird.

Die Anordnung nach F i g. 2 dient zum Spannen eines Schraubbolzens mit dem größten vorgesehenen Durchmesser.

Die Spannvorrichtung 17 weist ein äußeres Zylindergehäuse 19 auf, in dem ein Ringkolben 20 in Richtung der Kolbenlängsachse A-A verschiebbar geführt ist. Zwischen dem Ringkolben 20 und dem Zylindergehäuse 19 ist ein ringförmiger Druckraum 21 vorgesehen. Zur Abd'chtung -'!es im Druckraum anstehenden hydraulischen Drucks dienen zwei Dichtringe 22,23.

Die Spannvorrichtung 18 umfüllt ebenfalls ein Zylindergehäuse 24, einen darin geführten Ringkolben 2J und zwei Dichtringe 76, 27, die wiederum einen Druckraum 28 nach außen abdichten. Die äußere Gestaltung der Zylindergehäuse 19, 24 sowie die Außenumfangsabmessupgen 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 Fertigungsmaschinen hergestellt werden können. Lediglich weist der Ringkolben 20 ein innengewinde 29 auf, das einen gr ßeren Durchmesser besitzt als das Innengewinde 10 de«; Ringkolbens 25. Die unterschiedlichen Gewinde können jedoch ohne großen Mehraufwand in die sonst gleich bemessenen Ringkolben eingeschnitten werden.

Zur Versorgung der Druckräumc 21, 28 mit Druckflüssigkeit sind bei der Spannvorrichtung Ί7 ir. das /vliridcreehäuse 19 seirk^cht zueinander stehende Bohrungen 31, 32 eingebracht In die Bohrung 32, die radial verläuft, ist ein Gewinde eingeschnitten, in das ein sich ebenfalls in radialer Richtung erstreckender Anschlußstuizen 33 eingeschraubt ist Bei der Sparuivorrichtung 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 Anschlußstutzens 36 versehen. Die Bohrung 35 verläuft dabei senkrecht zu einer Fläche

ίο 37 des Ringkolbens 25, die vom Zylindergehäuse 24 abgewandt ist Außerdem verlaufen die Bohrung 35 und der Anschlußstutzen 36 schräg zur Längsachse A-A des Ringkolbens 25.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die

is beiden Spannvorrichtungen 17, 18 mittels eines Verbindungsstücks 38 miteinander verbunden. Das Verbindungsstück 38 weist hierzu einen Gewindezapfen 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 iCS Gewindezapfens 39 in das Innengewinde 29 begrenzt Der Flansch 41 weist radiale Bohrungen 42 zur Aufnahme des Endes

_'i eines Drehstiftes 43 auf. Mittels des Drehstiftes 43 kann der Flansch 41 und damit das ganze Verbindungsstück 38 gedreht werden, um es in das Innengewinde 29 einzuschrauben.

Der Ringkolben 20 ist im dargestellten Anwendungs-

sü fall mit seinem Innengewinde 29 auf den Schraubbolzen 6 aufgeschraubt Gleichzeitig stützt sich eine abgestufte Auflagefläche 44 des Zylindergehäuses 19 über einen Zwischenring 45 an einer den Schraubbolzen 6 umgebenden festen Fläche 46 der unteren Lagerschale 4

ii ab. In die Abstufung der Auflagefläche 44 greift ein Bund 47 des Zwischenringes 45 ein. Hierdurch wird der Zwischenring 45 gegen radiale Verschiebungen gegenüber der Spannvorrichtung 17 gesichert. Innerhalb des Zwischenringes 45 befindet sich eine auf den Schrauben bolzen 6 aufgeschraubte Mutter 48. Die Mutter 48 weist am Außenumfang 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

ί) Umfangsrichtung verlaufende Längsschlitze ausgebildet sind und deren Höhe etwas größer als der Durchmesser eines Drehstiftes 43 bemessen ist.

Zwischen den Spannvorrichtungen 17 und 18 ist ein weiterer Zwischenring 51 vorgesehen, der die aufzu-

I» bringende Spannkraft von einer Auflagefläche 52 des Zylindergehäuses 24 zu einer rückwärtigen Auflagefläche 53 des Zylind'irgehäuses 19 leitet. Auch der Zwischenring 51 weist einen Bund 54 auf, der in die Abstufung der Auflagefläche 52 des Zylindergehäuses

Vi 24 jin^reift. Die Außendurchmesser der beiden Bunde 47, 54 sind dabei gleich bemessen. Der Zwischenring 51 ist mit Bohrungen 55 versehen, die wiederum ein Durchstecken eines Drehstiftes 43 gestatten.

Soll der Schraubbolzen 6 gespannt werden, so wird

mi zunächst der Zwischenring 45 über die Mutter 48 geschoben und dann durch Einstecken eines oder mehrerer Drehstifte 43 durch die Aussparungen 50 in die Sackbohrungen 49 in seiner Lage fssigelcgt. Anschließend wird die Spannvorrichtung t7 mit ihrem

"■ Ringkolben 20 auf das untere finde des Sch^raubbol/.cns 6 aufgeschraubt, bis d¹ .· Auflagcflüehe 44 den Zwischenring 45 an die feste Fläche 46 drückt.

Nunmehr wird der Gewindezapfen 39 Hcs Verbin-

dungsstiicks 38 unter Zuhilfenahme eines in eine Bohrung 42 eingesteckten Drehstiftes 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.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß auch zum Spannen der Schraubbolzen, die die größten Spannkräfte erfordern, nur verhältnismäßig kleine und leicht handhabbare Teile erforderlich sind, so daß das Arbeiten mit der Spanneinrichtung auch bei beengtem Raum keine Schwierigkeiten bereitet.

Wird Druckflüssigkeit durch die Anschlußstutzen 33 und 36 zu den Druckräumen 21, 28 geführt, so bewegen sich die beiden Ringkolben 20, 25 unabhängig voneinander in Richtung des Pfeiles a und längen hierbei den Schraubbolzen mit einer Kraft, die der Summe der von den beiden einzelnen Spannvorrichtungen 17, 18 aufgebrachten Kräfte entspricht. Sobald die gewünschte Längung des Schraubbolzens 6 erreicht ist, kann die Mutter 48 mittels eines Drehstiftes 43 angezogen bzw. gelöst werden.

Gemäß Fig. 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 eines 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 Ririgkolbens 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.

Zur Abstützung der Spannvorrichtung 17 gegenüber einer festen Fläche 61 des Grundgehäuses 1 dient wiederum der Zwischenring 45. 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.

Die Spannvorrichtung 17 dient auch zum Spannen der Schraubbolzen 12 (F i g. I). Hier findet lediglich anstelle des Zwischenringes 45 ein Zwischenring 65 Verwendung, dessen dem Gegengewicht 13 zugewandtes Ende einen verringerten Durchmesser aufweist, um mit einer möglichst kleinen Auflagefläche auszukommen.

Sollten an einer Brennkraftmaschine Schraubbolzen -. noch kleineren Durchmessers vorgesehen sein, die gespannt werden müssen, so wird dies dadurch ermöglicht, daß ein /weiter Rcdu/ierbolzcn vorgesehen wird, dessen Innengewinde entsprechend kk-iner ausgeführt ist.

in Zum Spannen der Schraubbolzen 3,5, t0 und 14 ist die Spannvorrichtung 18 vorgesehen, deren Innengewinde 30 direkt auf die Gewinde dieser Schraubbolzen aufschraubbar ist. Es kann jedoch vorkommen, daß, wie beim Schraubbolzen 3, in unmittelbarer Umgebung der

i-'i aufzuschraubenden Mutter kein ausreichender Platz zum Ansatz der Spannvorrichtung zur Verfügung steht. In diesem Fall ist, wie Fig.4 zeigt, zwischen der Spannvorrichtung 18 und einer festen Auflagefläche 66 des Zylinderkopfes 2 ein Verlängerungsbolzen 67

>n vorgesehen. Das eine Ende des Verlängcrungsbolzens 67 trägt ein Gewinde 68, das in das Innengewinde 30 des Ringkolbens 25 einschraubbar ist. In das andere verstärkte Ende des Verlängerungsbolzens 67 ist ein Innengewinde 69 eingeschnitten, das auf das Ende des

-'"> Schraubbolzens 3 aufschraubbar ist. An das Innengewinde 69 schließt sich eine Bohrung 70 an, in die eine Hülse 71 eiigepreßt ist. Die Hülse 71 begrenzt den Einschraubweg des Gewindes des Schraubbolzens 3 in das Innengewinde 69.

in 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

r< 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 Aussparun

^J" gen 75 zum Durchführen eines Drehstiftes zur Betätigung der Mutter 73 auf.

Die erfindungsgemäße Einrichtung setzt sich nicht nur aus leichten kleinen Bauteilen zusammen, vielmehr erlaubt die Unterteilung auch eine optimale Anpassung

*'■ an alle Spannstellen. Trotzdem werden nur zwei Spannvorrichtungen mit weitgehend gleicher Ausgestaltung benötigt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es könnte beispielsweise bei

vi einer Brennkraftmaschine, deren zu spa-nende Schraubbolzen eine Vielzahl unterschiedlicher Durchmesser aufweisen, auch zweckmäßig sein, drei Spannvorrichtungen vorzusehen, die dann wahlweise einzeln, zu zweit oder zu dritt Anwendung finden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   K Einrichtung zum Vorspannen der Schraubenbolzen von großen Brennkraftmaschinen mit einer aus mindestens zwei einzelnen Spannvorrichtungen ί zusammensetzbaren hydraulischen Spannvorrichtung, bei der die einzelne Spannvorrichtung je ei» Zylindergehäuse mit einer Auflagefläche zur Abstützung gegenüber einer die anzuziehende Mutter umgebenden festen Fläche der Brennkraftmaschine ίο oder einer Gegenfläche einer anderen Spannvorrichtung aufweist, ferner mit einem im Zylindergehäuse geführten Ringkolben und einem von dem Zylindergehäuse und dem Ringkolben begrenzten, über eine Zuleitung mit einer Druckquelle verbind- 1ί baren, mittels Dichtringen abgedichteten Druckraum, wobei die Außenabmessungen der Ringkolben gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkolben (20, 25) Innengewinde (29, 30) mit unterschiedlichem Außendurchmesser aufweisen, von denen Has eine mit dem zu spannenden Schraubenbolzen (6) verbindbar ist. und mit einem Verbindungsstück (38) mit zwei in je ein Innengewinde einschraubbaren Gewindezapfen (39,26) zum Verbinden der Ringkolben (20, 25) dieser zwei 2"> Spannvorrichtungen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (38) eir.en mittleren festen Flansch (41) zur Begrenzung der Einschraubtiefe in das eine Innengewinde aufweist. in
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (41) radiale Bohrungen (42) zum Einführen eines Drehstiftes aufweist.
4. 4. Einrichtung nach einem de; Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der r> Abstützkraft von der Auflagefläche (44, 52) eines Zylindergehäuses (19, 24) zur festen Fläche (46, 66) oder zu einer Auflagefläche (52) des Zylindergehäuses (24) einer zweiten Spannvorrichtung mit Aussparungen (50,75) versehene Zwischenringe (45, 4» 51,72) vorgesehen sind.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung durch Bohrungen (31,32) im Zylindergehäusc (19) gebildet ist und einen radial angesetzten Anschlußstutzen r> (33) aufweist.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung durch Bohrungen (34, 35) im Ringkolben (25) gebildet ist und einen schräg zur Kolbenlängsachsc an eine dem '<» Zylindergehäuse abgewandte Fläche (37) angesetzten Anschlußstutzen (36) aufweist.