DE2749537B2

DE2749537B2 - Anordnung zum Messen der Vorspannung eines insbesondere zum Verschluß eines Reaktordruckbehälters dienenden Schraubenbolzens

Info

Publication number: DE2749537B2
Application number: DE2749537A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Exner; Volfango Ing.(Grad.) Festinori; Detlef Ing.(Grad.) Luckschus
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-11-03
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1980-01-03
Also published as: US4185505A; FR2408128B1; FR2408128A1; SE7810820L; DE2749537C3; DE2749537A1

Description

ίο Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen der Vorspannung eines insbesondere zum Verschluß eines Reaktordruckbehälters dienenden Schraubenbolzens, in dem ein zu einem aufgesetzten auiomatischen Spannaggregat gehörender Zugbolzen eingeschraubt ist, über welchen der Schraubenbolzen mit Hilfe des Spannaggregates gedehnt wird, die eine in eine mittige Bohrung des Schraubenbolzens und des Zugbolzens eingeführte Meßstange enthält, sowie ein Längenmeßgerät, das den Längenunterschied zwischen dem Schraubenbolzen gegebenenfalls nebst Zugbolzen und der Meßstange feststellt.

Eine derartige Meßanordnung ist aus der DE-OS 22 29 073 (Seite 18 und Fig. 6) bekannt. Bei dieser enthält der zum Verschluß für Reaktorgefäße und Druckbehälter verwendete Schraubenbolzen und der in ihm eingeschraubte, zum Aufbringen der Vorspannung mittels einos automatischen Spannaggregates dienende Zugbolzen eine mittige Bohrung, die bis zum Kopf des Schraubenbolzens reicht. In diese wird eine Meßstange

so eingeführt, die am tiefsten Punkt der Bohrung eingeschraubt ist. Wird nun der Schraubenbolzen zur Erzielung einer Vorspannung mit Hilfe des Zugbolzens gedehnt, so bleibt die in der Bohrung befindliche Meßstange unbelastet und man kann die Vorspannung des Schraubenbolzens durch den Längenunterschied zwischen der eingeführten Meßstange und dem Schraubenbolzen nebst Zugbolzen feststellen, der durch das Längennießgerät, insbesondere eine Meßuhr, erfaßt wird.

Bei der bekannten Meßanordnung werden die zur Messung der Vorspannung verwendeten Meßstangen jeweils von Hand in die Bohrungen der Schraubenbolzen nebst Zugbolzen eingesetzt und dort festgeschraubt, so daß dies verhältnismäßig zeitaufwendig ist, zumal sie nach der Messung wieder entfernt werden müssen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für das Ein- und Ausschrauben des Zugbolzens in den Schraubenbolzen erforderliche Drehbewegung gleichzeitig für das Einsetzen der Meßstange in den Schraubenbolzen und für ihre Entfernung auszunutzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Meßanordnung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß die Meßstange an ihrem oberen Ende eine Längsnut aufweist, in welcher eine Paßfeder läuft, die über ein Joch verdrehsicher am Gehäuse des Spannaggregates befestigt ist, daß die Meßstange weiterhin im Bereich des Spannaggregates mit einem Gewinde versehen ist, in welches eine Gewindehülse eingreift, die begrenzt längsbeweglich aber verdrehsieher in einer außenverzahnten Hülse liegt, daß in die außenverzahnte Hülse Zahnräder eingreifen, die außerdem mit einer mit dem Zugbolzen verbundenen Innenverzahnung in Eingriff stehen und deren Wellen verdrehsicher von der Meßstange getragen werden, daß die Übersetzungen der Zahnräder so gewählt sind, daß die Drehung des Zugbolzens bei seinem Einschrauben in den Schraubenbolzen eine genügend große Abwärtsbe-Her Mpßstanpe hervorruft, damit diese am

Grund der mittigen Bohrung im Schraubenbolzen zur Anlage gebracht wird, und daß ferner die Meßstange das Längenmeßgerät trägt, welches auf einer Fläche des Zugbolzens oder des Schraubenbolzens aulliegt.

Die Meßstange wird auf diese Weise in den Schraubenbolzen eingeführt bis sie am Grund der Bohrung zur Anlage kommt. Die bei der Dehnung auftretende Längendifferenz zur unbelasteten Meßuange wird dadurch gemessen, daß das an der Meßstange befestigte Längenmeßgerät nach dem Einsetzen der Meßstange auf einer Fläche des Zugbolzens oder des Schraubenbolzens zur Anlage gebracht wird.

Bei dieser Meßanordnung ist die Meßstange über das Joch verdrehsicher am Gehäuse des Spannaggregates, zu dem der Zugbolzen gehört, befestigt und wird zusammen mit diesem transportiert und auf den jeweiligen Schraubenbolzen aufgesetzt. Die Drehungen des Zugbolzens zum Ein- bzw. Ausschrauben desselben in den Schraubenbolzen des Reaktordruckbehälters werden über die mit ihm verbundene Innenverzahnung und die darin eingreifenden Zahnräder auf eine Gewindehülse übertragen, welche in ein Gewinde der Meßstange eingreift, und diese, die sich nicht verdrehen kann, daher in Längsrichtung verlagert. Somit wird die Drehbewegung des Zugbolzens in eine Ab- bzw. 2"> Aufwärtsbewegung der Meßstange umgesetzt. Die Meßstange wird somit nach erfolgter Messung wieder zusammen mit der Spannvorrichtung abgehoben, so daß die Bohrung des Schraubenbolzens frei für zerstörungsfreie Materialkontrollen ist, die zur normalen Wartung gehören.

Um die Einschraublänge sowohl des Zugbolzens als auch der Meßstange in den Schraubenbolzen unabhängig voneinander wählen zu können, empfiehlt es sich, die zur Übertragung der Drehbewegung verwendeten Zahnräder aus jeweils zwei auf einer Welle angeordneten Zahnrädern unterschiedlichen Durchmessers zu bilden, von denen das eine mit der Innenverzahnung und das andere mit der außenverzahnten Hülse in Eingriff steht. Dadurch kann eine den Längenunterschied der Verschraubungen entsprechende Übersetzung erzielt werden.

Zum Ausgleich von Toleranzen ist es weiterhin zweckmäßig, daß die außenverzahnte Hülse Langlöcher aufweist, in denen die Gewindehülse längsbeweglich gehalten ist. Diese kann sich somit in begrenztem Maße auch noch gegenüber der Hülse in Längsrichtung verlagern.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Meßanordnung.

Die Schraubenbolzen, die Reaktordruckbehälter verschließen, stehen unter einer festgelegten Vorspannung, um bei einem zu erwartenden Innendruck des Druckbehälters möglichen Undichtheiten entgegenzuwirken. Diese Vorspannung wird durch Dehnen des Schraubenbolzens mit Hilfe von aufgesetzten automatischen Spannaggregaten mit einem Zugbolzen 1, der in den Schraubenbolzen eingeschraubt wird, erzeugt. Die Dehnung des Schraubenbolzens nebst Zugbolzen 1 muß gemessen werden, um die definierte Vorspannung zu erreichen. Dazu verwendet man eine Meßstange 2 in Zusammenwirken mit einer Meßanordnung 3, welche ein Längenmeßgerät 4 mit optischem Anzeigegerät 5 enthält. Dieses Längenmeßgerät 4 ist mittels des Klemmhalters6 ebenfalls aut der Meßstange 2 befestigt.

Die Meßanordnung 3 nebst Meßstange 2 ist mit Hilfe des Joches 7 an dem nur andeutungsweise dargestellten Gehäuse 8 des Spannaggregates befestigt. Im oberen Teil trägt die Meßstange 2 eine Längsnut 9, in welche die mit dem Joch 7 verbundene Faßfeder 10 hineinragt, so daß die Meßstange 2 gegen Verdrehung gesichert ist. Das untere Ende der Meßstange 2 durchsetzt eine mittige Bohrung 11 des Zugbolzens 1 und eine entsprechende mittige Bohrung des Scnraubenbolzens, die bis zum Kopf des Schraubenbolzens reicht. Dort wird das untere Ende der Meßstange 2 zur Anlage gebracht. Zum Einsetzen der Meßstange 2 wird die Drehbewegung des Zugbolzens 1 ausgenutzt, wenn dieser nach Aufsetzen des Spannaggregates auf den Schraubenbolzen seinerseits in den Schraubenbolzen eingeschraubt wird. Zu diesem Zweck ist der Zugbolzen 1 mit einer Hülse 12 verbunden, die an ihrem oberen Ende auf der Innenseite einen Ring mit Innenverzahnung 13 trägt. Mit dieser Innenverzahnung 13 stehen zwei Zahnräder 14 und 15 in Eingriff, die jeweils mit zwei Zahnrädern 16, 17 größeren Durchmessers verbunden und jeweils zusammen über Wälzlager 18 auf einer stehenden Welle 19 gelagert sind. Die beiden stehenden Wellen 19 sind in einer Platte 20 befestigt. Mit der Platte 20 ist außerdem die Paßfeder 22 verbunden, welche in die Längsnut 9 der Meßstange 2 eingreift, so daß die Platte 20 von der Meßstange 2 geführt und gegen Verdrehung gesichert ist.

Die Meßstange 2 durchsetzt auch den Innenraum 23 eines Rohres 24, das in den Zugbolzen 1 eingeschraubt ist. Das Rohr 24 läuft an seinem oberen Ende in einen Ansatz 25 größeren Durchmessers aus. Im Innern dieses Absatzes 25 befindet sich eine Hülse 26, die über das Wälzlager 27 auf dem Boden 28 des Ansatzes 25 gelagert ist. In dieser Hülse 26 liegt die Gewindehülse 29, die lediglich die Möglichkeit hat, in zwei Langlöchern 30 auf- und abzugleiten und im übrigen die Bewegungen der Hülse 26, insbesondere ihre Drehungen, mitmachen muß. Auf der oberen Stirnfläche der Hülse 26 ist mittels des Wälzlagers 31 die Platte 20 gelagert.

Die Hülse 26 ist an ihrem oberen ilnde mit einer Aiißenverzahnung 32 versehen, in welche die beiden Zahnräder 16, 17 eingreifen. Auf diese Weise wird die Drehung der Hülse 12 des Zugbolzens 1 über die Zahnräder 14, 15, 16, 17 auf die Hülse 26 und dip Gewindehülse 29 übertragen. Da das Innengewinde 33 der Gewindehülse 29 in ein entsprechendes Gewinde 34, insbesondere ein Trapezgewinde, an der Meßstange 2 eingreift und die Meßstange 2 gegen Verdrehung gesichert ist, bewirkt die Drehung der Gewindehülse 29 eine Auf- bzw. Abwärtsbewegung der Meßstange 2 je nach Drehrichtung. Die Übersetzung der Zahnräder 14, 16 bzw. 15, 17 und die Abmessungen der Langlöcher 30 sind so gewählt, daß die Drehung des Zugbolzens 1 bei seinem Einschrauben in den Schraubenbolzen eine genügend große Abwärtsbewegung der Meßstange 2 hervorruft, daß diese am Grund der mittigen Bohrung im Schraubenbolzen zur Anlage gebracht wird.

Wird nun der Schraubenbolzen mit Hilfe des Spannaggregates über den Zugbolzen gedehnt, so verlagert sich der Schraubenbolzen mit dem Zugbolzen 1 und dem darauf befestigten Rohr 24 gegenüber der unbelasteten Meßstange 2. Da nach der Beendigung des Einschraubvorganges, bei dem die Meßstange 2 den Grund der Bohrung in dem Schraubenbolzen erreicht hatte, das Längenmeßgerät 4 auf die obere Stirnfläche 35 des Rohres 24 zur Anlage gebracht worden war, läßt sich die Dehnuns des Schraubenbolzens und somit seine

Vorspannung an dem optischen Anzeigegerät 5 des Längenmeßgerätes 4 ablesen.

Nach erfolgtem Verschluß des Reaktordruckbehälters wird dann mit dem Ausschrauben des Zugbolzens aus den Schraubenbolzen auch die Meßstange 2 wieder aufwärtsbewegt, so daß sie aus dem Schraubenbolzen austritt und zusammen mit dem Spannaggregat angehoben werden kann.

Will man zur Dehnungsmessung allein den Schraubenbolzen ausnutzen, so kann das Verlängerungsrohr 24 direkt in den Schraubenbolzen eingeschraubt werden. Es durchsetzt dann eine entsprechende mittige Bohrung im Zugbolzen 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Messen der Vorspannung eines insbesondere zum Verschluß eines Reaktordruckbehälters dienenden Schraubenbolzens, in dem ein zu einem aufgesetzten automatischen Spannaggregat gehörender Zugbolzen eingeschraubt ist, über welchen der Schraubenbolzen mit Hilfe des Spannaggregats gedehnt wird, die eine in eine mittige Bohrung des Schraubenbolzens und des Zugbolzens eingeführte Meßstange enthält, sowie ein Längenmeßgerät, das den Längenunterschied zwischen dem Schraubenbolzen, gegebenenfalls nebst Zugbolzen, und der Meßstange feststellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstange (2) an ihrem oberen Ende eine Längsnut (9) aufweist, in welcher eine Paßfeder (10) läuft, die über ein Joch (7) verdrehsicher am Gehäuse (8) des Spannaggregates befestigt ist, daß die Meßstange (2) weiterhin im Bereich des Spannaggregates mit einem Gewinde (34) versehen ist, in welches eine Gewindehülse (29) eingreift, die begrenzt längsbeweglich aber verdrehsicher in einer außenverzahnten Hülse (26) liegt, daß in die außenverzahnte Hülse (26) Zahnräder (14,15,16,17) eingreifen, die außerdem mit einer mit dem Zugbolzen (1) verbundenen Innenverzahnung (13) in Eingriff stehen und deren Wellen (19) verdrehsicher von der Meßstange (2) getragen werden, so daß die Übersetzungen der Zahnräder (14, 15, 16, 17) so gewählt sind, daß die Drehung des Zugbolzens (1) bei seinem Einschrauben in den Schraubenbolzen eine genügend große Abwärtsbewegung der Meßstange (2) hervorruft, damit diese am Grund der mittigen Bohrung im Schraubenbolzen zur Anlage gebracht wird, und daß ferner die Meßstange (2) das Längenmeßgerät (4) trägt, welches auf einer Fläche (35) des Zugbolzens (1) oder des Schraubenbolzens aufliegt.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zahnrad jeweils aus zwei auf eine Welle (19) angeordneten Zahnrädern (14, 16; 15, 17) unterschiedlichen Durchmessers besteht, von denen das eine (14,15) mit der Innenverzahnung (13) und das andere (16,17) mit der außenverzahnten Hülse (26) in Eingriff steht.

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außenverzahnte Hülse (26) Langlöcher (30) aufweist, in denen die Gewindehülse (29) längsbeweglich gehalten ist.

4. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außenverzahnte Hülse (26) auf dem Boden (28) eines Ansatzes (25) eines mit dem Zugbolzen (1) verbundenen Rohres (24), das von der Meßstange (2) durchsetzt ist, gelagert ist.

5. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (19) der Zahnräder (14, 15, 16, 17) von einer Platte (20) getragen sind, die eine Bohrung (21) zur Aufnahme der Meßstange (2) enthält und mit einer in die Längsnut (9) der Meßstange (2) eingreifenden Paßfeder (22) gegen Verdrehung gesichert ist.

6. Meßanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (20) auf der oberen Stirnfläche der außenverzahnten Hülse (26) gelagert ist.

7. Meßanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (14_; !5> !6_S !7) auf stehenden Wellen (19) gelagert sind.

8. Meßanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (34) der Meßstange (2) und das der Gewindehülse (29) ein Trapezgewinde ist.