DE2718602A1

DE2718602A1 - Vorrichtung zum spannen mehrerer schraubenbolzen

Info

Publication number: DE2718602A1
Application number: DE19772718602
Authority: DE
Inventors: Gerhard Exner; Volfango Ing Grad Festinori
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1977-04-22
Publication date: 1978-10-26
Also published as: CH624596A5; US4175453A; SE7714590L; FR2387732A1; JPS53132900A; FR2387732B1

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Mülheim/Ruhr PA 77 P 9319 BRD

Vorrichtung zum Spannen mehrerer Schraubenbolzen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen mehrerer, insbesondere auf einem Lochkreis angeordneter Schraubenbolzen, bestehend aus einem Tragring mit Aussparungen zur Aufnahme der Muttern nebst Schraubenbolzen und daran befestigten, gesonderten Drehaggregaten, über welche die Muttern in Drehung versetzt werden, bei welcher am Tragring Hubzylinder angeordnet sind, deren Kolben auf Glieder einwirken, die formschlüssig in die Schraubenbolzen eingreifen.

Eine derartige Vorrichtung, wie sie z. B. zum Verschließen oder Öffnen der Deckel von Reaktorgefäßen verwendet wird, ist durch die DT-OS 24 28 847 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der Schraubenbolzen jeweils durch am Tragring befindliche Hubzylinder gespannt, die, wenn sie mit Druck beaufschlagt werden, über Druckbrücken und Kuppelbacken, die formschlüssig an entsprechende Eingriffsflächen am Schraubenbolzen zur Einlage gebracht sind, den Schraubenbolzen dehnen. Im gespannten Zustand wird dann die Mutter des Schraubenbolzens bis in ihre Endlage gedreht, so daß die Vorspannung im Schraubenbolzen erhalten bleibt, Während des Spannens erfordert aber das formschlüssige Eingreifen der Kuppelbacken in den Schraubenbolzen eine von außen einwirkende Kraft, die als Gegenkraft beim gesamten Spannvorgang aufrechterhalten und so gesteuert werden muß, daß keine einseitige Belastung entsteht, die ein unkontrolliertes Verspannen und Be-

D 3 Win / 21.4.1977

809843/0533

- £-- PA 77 P 9319 BRD

schädigen des Schraubenbolzens zur Folge haben könnte.. Das Erzeugen einer derartigen gesteuerten Gegenkraft ist sehr aufwendig.

Weiterhin sind automatisierte Schraubenspannvorrichtungen bekannt, z. 3. aus der DT-OS 22 58 859, bei denen die Kolben der Hubzylinder über eine Spannmutter auf den Schraubenbolzen einwirken und sowohl für die Spannmutter als auch für die Mutter des Schraubenbolzens jeweils ein gesondertes, zum Antrieb dienendes Drehaggregat vorhanden ist, damit der Schraubenbolzen voll automatisch gelöst, gespannt oder entspannt werden kann. Ein derartiger doppelter Antrieb pro Schraubenbolzen ist aber ebenfalls sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, durch die besondere konstruktive Gestaltung einer Vorrichtung zum Spannen mehrerer Schraubenbolzen das Spannen des Schraubenbolzens ohne großen Aufwand, insbesondere ohne besonderem Antrieb für die Spannnutter bzw. ohne eine erfordeöiche Gegenkraft, von der am Kolben auftretenden Druckkraft selbst zu bewirken. 20

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, bei welcher am Tragring Hubzylinder angeordnet sind, deren Kolben auf Glieder einwirken, die formschlüssig in den Schraubenbolzen eingreifen, gemäß der Erfindung die Glieder schwenkbar an von den Kolben bewegten Teilen befestigt und es sind Führungsflächen vorgesehen, welche die Glieder beim Auftreten einer Druckkraft am Kolben formschlüssig und selbsthemmend an die Eingriffsfläche am Schraubenbolzen pressen.

Bei dieser Vorrichtung sind also die formschlüssig in den Schraubenbolzen eingreifenden Glieder gelenkig ausgebildet und ihre Bewegungen sind durch Führungsflächen so gesteuert, daß durch eine Druckkraft am Kolben sowohl ein Anpressen an den Eingriffsflächen als auch eine Übertragung der zum Spannen benötigten Zug- kraft auf den Schraubenbolzen stattfindet. Da dies infolge der konstruktiven Formgebung selbsttätig erfolgt, findet bei dem Entfallen dieser Druckkraft ein Ausklinken der gelenkigen Glieder

809843/0533

-^r- PA 77 P 9319 BRD

und somit eine Lösung der formschlüssigen Verbindung statt. Die gelenkigen Glieder behindern also das Einfahren der Schraubenspannvorrichtung und deren manchmal notwendigen mehrfachen Lageveränderungen nicht.
5

Es empfiehlt sich, als schwenkbare Glieder eine mehrteilige Spannklaue zu verwenden, deren Bewegung über Schablonennuten gesteuert ist oder gelenkig befestigte Konussegmente, die durch ihr Eigengewicht auseinanderfallen.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen jeweils, schematisch dargestellt, einen Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung. Zum Verschließen und Öffnen eines Deckels 1 eines Druckgefäßes, z. B.

eines Reaktors, dienen auf einem Lochkreis angeordnete Schraubenbolzen 2, deren Mutter 3, bestehend aus einem Stahlzylinder mit einem Innengewinde, unter Verwendung einer Vorrichtung automatisch auf das Gewinde 4 des Schraubenbolzens 2 auf- und abgedreht

>0 werden. Die Vorrichtung dient gleichzeitig zum Spannen der Schraubenbolzen 2, um auf diese eine Vorspannung aufzubringen, damit der Deckel 1 gegen eine Auflagefläche des Druckgefäßes gepreßt wird.

Ϊ5 Tragendes Element der Vorrichtung ist ein Tragring 5. Er enthält Aussparungen 6, welche jeweils den Schraubenbolzen 2 und die Mutter 3 aufnehmen. Die Mutter 3 wird von einem außen am Tragring 5 befestigten Drehaggregat angetrieben, mittels eines auf der Welle 7 befindlichen Ritzels 8, das in die Aussparung 6

JO hineinragt und dessen Verzahnung in die Außenverzahnung eines Ringes 9 eingreift, der im Tragring 5 gelagert ist und mit einer Innenverzahnung 10 mit der Außenverzahnung 11 der Mutter 3 in Eingriff steht. Durch die Zwischenschaltung des Ringes 9 zwischen die Mutter 3 und das Ritzel 8 wird das Drehmoment gleichmäßig auf die Mutter 3 übertragen.

809843/0533

- K- PA 77 P 9319 BRD

Zum Spannen des Schraubenbolzens 2 dienen mehrere, auf den Tragring 5 aufgesetzte, ubereinanderliegende und miteinander verbundene Hubzylinder 12, in denen Kolben 13 gleiten, von denen jeweils der obere mit seiner Unterseite 14 auf der Oberseite 15 des unteren aufsitzt. Bei Zuführung eines Druckmittels in den Innenraum 16 der Hubzylinder 12 über nicht dargestellte Leitungen verlagern sich die Kolben 13 nach oben. Die Verwendung von mehreren Kolben 13 hat den Vorteil, daß die von dem Druckmittel erzeugte Kraft entsprechend vervielfacht ist, da die vom Druckmittel zu beaufschlagenden wirksamen Flächen 17 der Kolben 13 ebenfalls entsprechend vervielfacht ist.

Im obersten Kolben 13 ist eine Aussparung 18 vorgesehen, in welcher der Zugbolzen 19 mit der Mutter 20 liegt. Der Zugbolzen durchsetzt jeweils Bohrungen 21 in den Kolben 13 und endet in zwei Augen 22 mit Bohrungen 23 zur Aufnahme eines waagerecht liegenden Drehbolzens 24. Dieser Drehbolzen 24 verbindet den Zugbolzen 19 mit den zv/eiteiligen Spannklauen 25, von denen die eine mit den äußeren Augen 26 und die andere mit dem mittleren Auge 27 jeweils denDrehbolzen 24 umfassen. Die Spannklauen 25 haben auf ihren Innenseiten 28 Vorsprünge 29, die formschlüssig in entsprechende Rillen und Vorsprünge der Eingriffsfläche 31 am Schraubenbolzen 2 eingreifen können.

Die Bewegung der beiden Spannklauen 25 wird jeweils durch eine Schablonennut 32 gesteuert, in die ein am Tragring 5 festgelegter Gegenstift 33 eingreift. Die Form und Lage der Schablonennut 32 ist so gewählt, daß die beiden Spannklauen 25 beim Auftreten einer Zugkraft am Zugbolzen 19 genau in formschlüssige Verbindung mit der Eingriffsfläche 31 am Schraubenbolzen 2 gelangen, während beim Auftreten einer Druckkraft am Zugbolzen 19 und einer entsprechenden Bewegung nach unten die Spannklauen 25 auseinanderspreizen und somit aus der Eingriffsfläche 32 ausklinken, so daß die formschlüssige Verbindung zwischen den Spannklauen 25 und den Schraubenbolzen 2 gelöst ist.

809843/0533

- -9" - ΡΛ 77 P 9319 BRD

Auf diese Weise wird also die Druckkraft an den Kolben 13 über den mit dem obersten Kolben 13 verbundenen Zugbolzen 19 und die Spannklauen 25 auf den Schraubenbolzen 2 übertragen. Beim Spannen gehen die Kräfte durch den Zugbolzen 19 zum Drehbolzen 24, der die Spannklauen 25 zusammenhalt, und dann über die Spannklauen zum Schraubenbolzen 2, wo die Spannkräfte als Zugkräfte eingeleitet werden. Dazu sind zuvor die Spannklauen 25 furch Einleiten von öl oder Luftdruck durch die Bohrung 3^ auf die obere Fläche des obersten Kolben 13 in die unterste Position gebracht worden.

Danach wird auf die Kolben 13 Druck gegeben, so daß der Zugbolzen 19 die Spannklauen 25 nach oben zieht. Dabei greifen die Spannklauen 25 in die entsprechenden Rillen der Eingriffsfläche 31 am Schraubenbolzen 2 ein und bei weiterer Druckbeaufschlagung der Kolben 13 wird der Schraubenbolzen 2 gespannt. Der Vorteil bei dieser Anordnung ist, daß die Spannklauen 25, de mehr man zieht, sich umso mehr mit dem Schraubenbolzen 2 verspannen. Bei erreichter gewünschter Vorspannung für den Schraubenbolzen 2 wird dann die Mutter 3 mit Hilfe ihres äußeren Antriebes in die Endlage gebracht, so daß die Vorspannung des Schraubenbolzens 2 gesichert ist. Dadurch ist der Spannvorgang beendet und es wird auf die obere Fläche 35 des obersten Kolbens 13 wieder öl oder Luftdruck gegeben, so daß die Spannklauen 25 nach unten bewegt werden und aus der Eingriffsfläche 31 am Schraubenbolzen 2 ausklinken. Die Schraubenspannvorrichtung kann dann abgehoben werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel (für gleiche Teile wurden die gleichen Bezugszeichen beibehalten) werden zum Spannen des Schraubenbolzens 2 als schwenkbare Glieder Konussegmente 36 verwendet, welche die Druckkraft der Kolben 13 auf den

Schraubenbolzen 2 übertragen. ^

Diese Konussegmente 36, von denen mindestens drei vorhanden sind,

sind über Scharniere 37 schwenkbar an einem Ring 38 befestigt, der im Innern eines Rückholkolbens 39 gleiten kann. Der Rückholkolben 39 liegt auf der oberen Fläche 35 des obersten Kolbens 13 ^

809843/0533

- &- . PA 77 P 9319 BRD

auf. Der oberste Kolben 13 ist außerdem mit einer als Führungen fläche für die Konussegmente 36 dienenden obenliegenden Konusfläche 40 versehen. Außerdem weist der Schraubenbolzen 2 einen oberen Ansatz 41 auf, der die Bohrungen 21 der Kolben 13 durchsetzt und in einem Konus 42 endet. Die Oberflächen der Konusflächen 40 und des Konus 42 verlaufen parallel.

Vor dem Aufbringen einer Spannkraft auf den Schraubenbolzen 2 befinden sich die Kolben 13 in ihrer untersten Lage. Die Konussegmente 36 sind aufgrund, ihres Eigengewichtes auseinandergefallen und gleiten ohne Schwierigkeit seitlich an dem Konus 42 vorbei. Zum Spannen des Schraubenbolzens 2 wird dann ein Druckmittel in den Innenraum 16 der Hubzylinder 12 über nicht dargestellte Leitungen eingeführt und die Kolben 13 verlagern sich nach oben. Dabei drückt die Konusfläche 40 die Konussegmente 36 gegen die Oberfläche des Konus 42 und bei weiterem Beaufschlagen der Kolben 13 wird über den Ansatz 41 der Schraubenbolzen 2 gespannt. Es besteht somit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kolben 13, den KonusSegmenten 36 und dem Schraubenbolzen 2, die selbsthemmend ist. Nach dem Erreichen der gewünschten Vorspannung des Schraubenbolzens 2 wird dann die Mutter 3 in ihre Endlage gebracht. Die Schraubenspannvorrichtung kann dann abgehoben werden. Dazu wird die obere Fläche 43 des Rückholkolbens über die Bohrung 34 mit Luft oder Öl beaufschlagt, solange, bis die Kolben 13 sich wieder in ihre unterste Lage befinden. Die Konussegmente 36 sind dann frei beweglich, klappen auseinander und die Schraubenspannvorrichtung kann abgehoben werden.

4 Ansprüche
2 Figuren

809843/0533

Claims

PA 77 P 9319 BRD

Patentansprüche

(i.,/Vorrichtung zum Spannen mehrerer, insbesondere auf einem Lochkreis angeordneter Schraubenbolzen, bestehend aus einem Tragring mit Aussparungen zur Aufnahme der Muttern nebst Schraubenbolzen und daran befestigten, gesonderten Drehaggregaten, über welche die Muttern in Drehung versetzt werden, bei welcher am Tragring Hubzylinder angeordnet sind, deren Kolben auf Glieder einwirken, die formschlüssig in den Schraubenbolzen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (25,36) schwenkbar an von den Kolben (13) bewegten Teilen (19,38) befestigt sind und daß Führungsflächen (32,40) vorgesehen sind, welche die Glieder (25,36) beim Auftreten einer Druckkraft am Kolben (13) formschlüssig und selbsthemmend an die Eingriffsfläche (31,42) am Schraubenbolzen (2) pressen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als schwenkbare Glieder eine mehrteilige Spannklaue (25) verwendet ist, deren Bewegung über Schablonennuten (32) gesteuert ist und deren Innenfläche (28) Vorsprünge (29) enthalten, die in entsprechende Rillen im Schraubenbolzen (2) eingreifen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrteilige Spannklaue (25) über einen Drehbolzen (24) εη einem Zugbolzen (19) befestigt ist, der von dem Kolben (13) bewegt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ring (38), der bev/eglich in einem über dem obersten Kolben (13 liegenden Rückholkolben (39) angeordnet ist, wenigstens drei Konussegmente (36) schwenkbar befestigt sind, die durch Führungsflächen (40) am obersten Kolben (13) gegen die Eingriffsfläche (42) am Schraubenbolzen (2) gepreßt werden.