DE2654787C3 - Einrichtung zum Vorspannen der Schraubbolzen von großen Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vorspannen der Schraubbolzen von großen Brennkraftmaschinen mit einer aus mindestens zwei einzelnen Spannvorrichtungen zusammensetzbaren hydraulischen Spannvorrichtung, bei der die einzelne Spannvorrichtung je ein Zylindergehäusc mit einer Auflagefläche zur Abstützung gegenüber einer die anzuziehende Mutter umgebenden festen Fläche der Brennkraftmaschine oder einer Gegenfläche einer anderen Spannvorrichtung aufweist, ferner nut einem im Zündergehäuse geführten Ringkolbcn und einem von dem /vlinclei gehäuse und dem Ringkolbcn begrenzten, über eine Zuleitung mit einer Druckquelle verbindbaren, mittels Dichtringen abgedichteten Druckraum, wobei die Außenabmessungen der Ringkolben gleich sind.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-AS t2 71050 bekanntgeworden. Bei dieser Vorrichtung erstreckt sich eine mit den zu spannenden Schraubbolzenenden verbundene Zugstange durch die Bohrungen der Kolben zweier Spannvorrichtur.gselemente und ist an ihrem anderen Ende über eine Muaer 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 z.u spannenden Schraubbolzen aufgeschraubt werden. Anschließend sind dann die einzelnen Spannvorrichtungselemente über 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 Schraubbolzcnenden ist die 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 Zugstange kein Raum mehr für die Anbringung der Spannvorrichtungselemente verbleibt. Auch kann mit der bekannten Vorrichtung nur ein bestimmter Typ von Sehraubbolzcn gespannt werden. Die Anwendung an .Schraubbolzen verschiedener Dicke, die jeweils unterschiedliche Spannkraft erfordern, ist mit der bekannten Spannvorrichtung ohn« Zusatzelemcnte nicht möglich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabi zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebener Art zu schaffen, die gegenüber der aus der genannter Druckschrift vorbekanr.ten Spannvorrichtung leichte zu handhaben und vielseitiger anwendbar ist sowie weniger Platz erfordert.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß di Ringkolben Innengewinde mit unterschiedlichen Außendurchmesser aufweisen, von denen das eine mi dem /ti spannenden Schraubbol/.en verbindbar is und mit einem Verbindungsstück mit zwei in je ei Innengewinde einschraubbaren Gewindezapfen zur Verbinden der Ringkolbcn dieser zwei Spannvorrich tungen.

Es bietet sich hiermit c) τ Vorteil, daß die einzelne Bauteile in sehr einfacher Weise jeweils für sich un nacheinander befestigt werden können, daß kein Halterungskräfte für mehr als ein Teil aufgebraef werden müssen und daß keine sperrigen Element vorhanden sind. Die Vorrichtung nach der Erfindung h; den weiteren Vorteil, daß die gezogenen Querschnitt! flächen des Zwischenstücks auch den jeweils herrschet den Kräften angepaßt sind, was sich in einer weitere Gewichtsersparnis bemerkbar macht. Ferner ergibt sie an der Spannvorrichtung ein geringerer Durchmesse da das Zwischenstück ohne Spalt direkt in den KoIb eingeschraubt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in d Zeichnung dargestellt und wird im folgenden nah beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch rinen Motor. F^: i μ. 2 einen Schnitt durch die Einzelheit Il in Fig. in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Einzelheit III in Fig. 1, ebenfalls in vergrößertem Maßstab und

F i 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 s ein Grundgehäuse 1 auf, an dem Zylinderköpfe 2 mittels Schraubboizen 3 befestigt sind. Im Grundgehäuse 1 sind weiterhin untere Lagerschalen 4 für die Kurbelwelle mittels waagerecht verlaufender Schraubboizen 5 sowie senkrechter Schraubbolzen 6 befestigt An Pleuelzapfen ι u 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 Schraubbolzen 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 Schraubbol/en 16. Letztlich sind auch zur Verbindung des Kupplungsflansches auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit dem Gegenflansch einer Schrauben- oder Generatorwelle weitere Schraubboizen vorhanden. Alle diese Schraubbolzen stehen bei r. fertig montierter Brennkraftmaschine unter Vorspannung.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel finden Schraubbolzen mit drei verschiedenen Durchmessern Verwendung. Dabei reicht es zum Spannen der κι Schraubbolzen 6, die einen großen Durchmesser aufweisen, der Schraubbolzen 3, 5, 10, 14, die einen mittleren Durchmesser aufweisen, und der Schraubboizen 12 und 16, die einen kleinen Durchmesser aufweisen, aus, wenn zwei hydraulische Spannvorrichtungen, die r> 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 .nit 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 v, 19 ist ein ringförmiger Druckraum 21 vorgesehen. Zur Abdichtung des im Druckraum anstehenden hydraulischen Drucks dienen zwei Dichtringe 22,23.

Die Spannvorrichtung 18 umfaßt ebenfalls ein Zylindergehäuse 24, einen ccrin geführten Ringkolben V) 25 und zwei Dichtringe 26, 27, die wiederum einen Druckraum 23 nach außen abdichten. Die äußere Gestaltung der Zylindergehäusc 19, 24 sowie die Außenumfangsabmessungen der Ringkolben 20, 25 beider Spannvorrichtungen sind gleich, so daß diese v, 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 Innengewin- m> de 29 auf. das einen größeren Durchmesser besitzt .ils das Innengewinde 30 des Ringkolbens 25. Die unterschiedlichen Gewinde können jedoch ohne großen Mehraufwand in die sonst gleich bemessenen Ringkolben eingeschnitten werden. h^r>

Zur Versorgung der Druckräumc 21, 28 mit Druckflüssigkeit sind bei der .Spannvorrichtung 17 in das Zvlindereehäuse 19 senkrecht 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 Anschlußstutzen 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 Anschlußstutzens 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 Anschlußstutzen 36 schräg zur Längsachse A-A des Ringkolbens 25.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die 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 t..< Flansch 41 vorgesehen, der die Einschraubtiefe des Getvindezapfens 39 in das Innengewinde 29 begrenzt. Der Flansch 41 weist radiale Bohrungen 42 zur Aufnahme des Endes eines Drehstiftes 43 auf. Mittels des Drehstiftes 43 kann der Flanscl. 41 und damit das ganze Verbindungsstück

38 gedreht werden, um es in das Innengewinde 29 einzuschrauben.

Der Ringkolben 20 ist im dargestellten Anwendungsfall mit seinem Innengewinde 29 auf den Schraubboizen 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 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 Schraubbolzen 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, ditr als in Umfangsrichiung verlaufende Längsschlitzc 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 aufzubringende Spannkraft von einer Auflagefläche 52 des Zylindergehäuses 24 zu einer rückwärtigen Auflagefläche 53 des Zylindergehäuses 19 leitet. Auch der Zwischenring 51 weist einer. Bund 54 auf, der in die Abstufung der Auflagefläche 52 des Zylindergehäuses 24 eingreift Die Außendurchmesser der beidin Bunde 47, 54 sind dabei gleich bemessen. Der Zwischenring 51 ist mit Ausnehmungen 55 versehen, die wiederum ein Durchstecken eines Drehstiftes43 gestatten.

Soll der Schraubboizen 6 gespannt werden, so wird zunächst der Zwischenring 45 über die Mutter 48 geschoben und dann durch Einstecken eines oder mehrerer Drehstifte 43 durch die Ausspa.uigen 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.

Nunmehr wird der Gewindezapfen 39 des Verbin-

dungsstücks 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 5! angesetzt und wiederum vorläufig durch Einstecken eines Drehstiftes 43 durch die Ausnehmungen 55 in die Bohrung 42 fostjrclegt. 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 Arbeiien mit der Spanneinrichtung auch bei beengtein 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 ίο päui, ist ein Redüzierbo'zen 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 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.

Zur Abstützung der Spannvorrichtung 17 gegenüber einer festen Fläche 61 des Grundgehäuses 1 dient wiedemm 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 (Fig. 1). 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 Auflugefläche auszukommen.

Sollten an einer Brennkraftmaschine Schraubbol/en noch kleineren Durchmessers vorgesehen sein, die gespannt werden müssen, so wird dies dadurch ermöglicht, daß ein /weiter Reduzierbolzen vorgesehen wird, dessen Innengewinde entsprechend kleiner ausgeführt ist.

Zum Spannen der Schraubbolzen 3,5,10 und 14 ist die Spannvorrichtung 18 vorgesehen, deren Innengewinde JO direkt auf die Gewinde dieser Schraiibbolzen aiifschraubbar ist. Es kann jedoch vorkommen, daß, wie beim Schraubbolzen 3. in unmittelbarer Umgebung der aufzuschraubenden Mutter kein ausreichender Platz zum Ansatz der Spannvorrichtung zur Verfügung steht. In diesem Fall ist, wie F i g. 4 zeigt, zwischen der Spannvorrichtung 18 und einer festen Auflagefläche 66 des Zyiinuerkopfes 2 ein Vciiängciuiigsbolzen 67 vorgesehen. Das eine Ende des Verlängerungsbolzens 67 trägt ein Gewinde 68. das in das Innengewinde 30 des Ringkolbens 25 cinschraubbar ist. In das andere verstärkte Ende des Verlängerungsbolzens 67 ist ein Innengewinde 69 eingeschnitten, das auf das Ende des Schraubbul/ens 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 Eiiut'hraubwcg des Gewindes des Schraubbolzens 3 in das Innengewinde 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

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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.

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 Ausgestaltungbenötigt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es könnte beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine, deren zu spannende 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)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Vorspannen der Schraubbolzen von großen Brennkraftmaschinen mit einer aus mindestens zwei einzelnen Spannvorrichtungen zusammensetzbaren hydraulischen Spannvorrichtung, bei der die einzelne Spannvorrichtung je ein Zylindergehäuse mit einer Auflagefläche zur Abstützung gegenüber einer die anzuziehende Mutter umgebenden festen Fläche der Brennkraftmaschine 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 verbindbaren, 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 das eine mit dem zu spannenden Schraubbolzen (6) verbindbar isl, und mit einem Verbindungsstück (38) mit zwei in je ein Innengewinde einschraubbaren Gewindezapfen (39,40) zum Verbinden der Ringkolben (20, 25) dieser zwei Spannvorrichtungen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (38) einen mittleren festen Flansch (41) zur Begrenzung der Einschraubtiefe in das eine Innengewinde aufweist.

3. Eit.;ichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (41) radiale Bohrungen (42) zum Einführen eines Drehstiftes aufweist.

4. Einrichtung nach eine^ der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der 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 (50,57) versehene Zwischenringe (45, 51; 72) vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche ! bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung durch Bohrungen (31,32) im Zylindergehäuse (19) gebildet ist und einen radial angesetzten Anschlußstutzen (33) aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung durch Bohrungen (34, 35) im Ringkolben (25) gebildet ist und einen schräg zur Kolbenlängsachse an eine dem Zylindergehäuse abgewandte Fläche (37) angesetzten Anschlußstutzen (36) aufweist.

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