DE2825300C3 - Spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spannen von Verbindungsbolzen, wobei die Vorrichtung sich auf dem zu befestigenden Teil abstützt und das obere Ende der Verbindungsbolzen mit einer Greifprofilierung versehen ist, die mit einer Kuppelhülse oder mit Kuppelbacken zusammenwirkt.

Aus der DE-PS 13 00 467 ist es bekannt, die Enden der Verbindungsbolzen für die Befestigung von Deckeln, auf Druckbehältern, z. B. Reaktorgefäßen, Wärmetauschern, Dampferzeugern sowie Strömungsmaschinen mit einer Profilierung zu versehen, wobei dann die die Enden dieser Verbindungsbolzen greifenden Kuppelbacken eine korrespondierende Profilierung aufweisen, um die Verbindungsbolzen fassen und vorspannen zu können. Diese Profilierung ist so ausgebildet, daß in den Hals der im allgemeinen als Dehnschrauben ausgebildeten Verbindungsbolzen gleichmäßige Rillen mit trapezförmigem Querschnitt eingedreht sind, in welche entsprechende Vorsprünge der Kuppelbacken eingreifen.

Diese bekannten Konstruktionen haben jedoch den Nachteil, daß der profilierte Hals und damit auch die Höhe der Kuppelbacken relativ groß sein müssen, weil die Spannungsverteilung in den Profilierungen von Schraubenhals und Kuppelbackcn ungünstig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein günstigeres Verhältnis von Kerndurchmesser zu Außendurchmesser des Schraubenhalses bei gleichbleibender maximaler Profilliefe und eine günstige Spannungsverteilung in der Verbindung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Greifprofil des Verbindungsbolzens vom unteren Profilgang und vom Kerndurchmesser ausgehend die Tiefe und Teilung des Profils zum Ende des Verbindungsbolzens hin zunimmt und die Teilung des Profils der Kuppelmutter oder Kuppelbacken korrespondierend ausgebildet, jedoch derart korrigiert ist, daß die Abstände vom obersten zu den unteren Profilgängen bezogen auf die entsprechenden Abstände der Profilgänge des Verbindungsbolzens um ein wachsendes Maß größer werden.

ίο Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Verbindungsbolzen 10 Profilzähne auf, wobei die oberen fünf Profilzähne eine gleichbleibende Teilung und die unteren fünf Profilzähne eine gleichbleibende Teilung und die unteren fünf Profilzähne eine abgestufte

t^c Teilung aufweisen. Dabei ist auch die Tiefe der oberen fünf Profilrillen gleichbleibend, während die Tiefe der unteren fünf Profilrillen abgestuft ausgebildet ist. Bei den Kuppelbacken weisen die Profilrillen eine Teilung auf, die gegenüber der Bolzenteilung korrigiert ist.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, der Verbindung die Form eines Bajonetverschlusses mit ungeteiltem Kuppelstück zu geben. Dabei wird eine besonders günstige Ausführung dann erreicht, wenn die Abstufung der Profiltiefe so gewählt wird, daß sie der Zahlenreihe 2; 4; 7,25; 1235 und 21,4% des Außendurchmessers entspricht, wobei der Hals (3) als 1. Profilrille gilt.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein günstigeres Verhältnis von Kerndurchmesser zu Außendurchmesser des Schraubenhalses eventuell auch bei gleichbleibender maximaler Profiltiefe geschaffen wird sowie daß die Spannungsverteilung in der Verbindung günstiger und dadurch die Bauhöhe geringer wird. Die Korrektur der Kuppelbackenteilung kompensiert außerdem die elastisehen Verformungen der Kuppelteile unter der Betriebslast und sichert die für einen gleichmäßigen Spannungsverlauf erforderliche Lastverteilung, d. h. größte Last an den oberen besonders kräftigen Zähnen und geringste Last an den unteren '/chwächeren Zähnen

■»ο des Profils. Bei einer Profilierung ohne Korrektur wäre die Lastverteilung gerade umgekehrt, so daß also die unteren, hier schwächsten Zähne dann die größte Last aufzunehmen hätten. Die Korrekturwerte können sicher berechnet werden. Das korrigierte Profil kann mit den üblichen Herstellverfahren gefertigt werden. Die Korrekturwerte können bis zu 30mal größer sein als die bei den bekannten Profilierungen angewandten Fertigungstoleranzen für die Profilteilung, so daß die Einhaltung der erforderlichen Genauigkeit keine Schwierigkeiten bereitet.

Die Erfindung ist anhand zweier Ausführungübeispie-Ie in Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben, wobei in der ersten Zeichnung ausnahmsweise auch die für ein Ausführungsbeispiel geltenden Maß eingetragen sind, weil es im Falle der vorliegenden Erfindung auf Maßverhältnisse entscheidend ankommt und anhand eines derartigen Ausführungsbeispiels die technische Lehre gemäß der Erfindung auch besser verständlich gemacht werden kann.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Konstruktion mit geteilten Kuppelbacken,

F i g. 2 eine Ausführungsform mit einer geschlossenen Kuppelhülse

a) Ansicht des Verbindungsbolzens mit Auflage für die Mutter,

b) Draufsicht auf den Bolzen,

c) Querschnitt durch die Mutter,

d) Draufsicht auf die Mutter,

e) Querschnitt durch die zusammenmontierte Anordnung der Spannverbindung aus Verbindungsbolzen und Kuppelhülse.

In Fi g. 1 sind die Auflage mit 1, der Verbindungsbolzen mit 2, der Hals mit 3 und der als Sechskant ausgebildete Kopf mit 4 bezeichnet Dieser Kopf dient dazu, einen Schlüssel für das Drehen des Bolzens aufsetzen zu können. Die nur auf einer Seite veranschaulichte Hälfte der beiden zum Beispiel mit einem Zylinder zusammen- und auseinanderfahrbaren Kuppelbacken weist die Bezugszahl 5 auf. Bei der Profilierung des Schraubenendes am Schraubenhals ist deutlich sichtbar, daß die Stärke der Profilzähne (Teilung) 6 und die Tiefe der Rillen 7 von unten nach oben zunimmt Die Tiefe der Rillen 7 erreicht oben das maximale Tiefenmaß. Die Rillen der Profilierung der Kuppelbacken 5 sind mit 8 bezeichnet. Für das in F i g. 1 mit Maßen dargestellte Ausführungsbeispiel betragen der Schaftdurchmesser des Bolzens 125 mw und dessen Halsdurchmesser 120 mm.

In den Einzeldarstellungen der Fig.2 sind die Bezugszahlen der F i g. 1 übernommen worden. Diese Ausführungsform weicht im wesentlichen nur insofern von der Darstellung in F i g. I ab, als statt der zweigeteilten Kuppelbacken eine geschlossene Kupplungshülse 5' verwendet wird. Um diese geschlossene Hülse auf den profilierten Verbindungsbolzen aufsetzen zu können, sind sowohl der Bolzen 2 als auch die Kupplungshülse 5' nicht auf ihrem gesamten Umfang profiliert, sondern jeweils nur auf 3 Segmentabschnitten ihres Umfangs, was aus F i g. 2 b) am Bolzen und aus Fig.2 d) an der Hülse besonders deutlich zu erkennen ist. Diese Segmentabschnitte, welche die Profilzähne 6 oder 8 darstellen, schließen jeweils einen Winkel von etwa 60° ein. Die Abschnitte zwischen diesen Segmentabschnitten sind dann sowohl am Bolzen als auch in der Hülse durchgehend unprofiliert. Wenn die Hülse auf den Bolzen aufgesetzt werden soll, um die Spannverbindung herzustellen, muß die Hülse auf ihrem Umfang zunächst so gedreht werden, daß die Profilzähne 8 der Kupplungshülse 5' in die Zahnlücken des Verbindungsbolzens 4 hineinpassen, so daß die Hülse dann bis auf die Auflage 1 abgesenkt und danach etwa um 60° gedreht werden kann, so daß die segmentartigen Profilierungen des Bolzens und der Kupplungshülse ineinandergreifen und nach diesem Eingriff dann Kräfte übertragen werden können. Die beiden Pfeile in F i g. 2 e) sollen einmal das Absenken der Hülse und da:"i deren Drehbewegung veranschaulichen, was im Prinzip einem sogenannten Bajonettverschluß entspricht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Spannen von Verbindungsbolzen, wobei die Vorrichtung sich auf dem zu befestigenden Teil abstützt und das obere Ende der Verbindungsbolzen mit einer Greifprofilierung versehen ist, die mit einer Kuppelhülse oder mit Kuppelbacken zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Greifprofil des Verbindungsbolzens (2) vom unteren Profilgang und vom Kerndurchmesser ausgehend die Tiefe und Teilung des Profils zum Ende des Verbindungsbolzens (2) hin zunimmt und die Teilung des Profils der Kuppelhülse (5') oder Kuppelbacken (5) korrespondierend ausgebildet, jedoch derart korrigiert ist, daß die Abstände vom obersten zu den unteren Profilgängen bezogen auf die entsprechenden Abstände der Profilgänge des Verbindungsbolzens (2) um ein wachsendes Maß größer werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbolzen (2) zehn Profilgänge (6) (Profilzähne) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilgänge (6, 8) am Verbindungsbolzen (2) und der Kupplungshülse (5') aus Segmenten bestehen, die bajonettverschlußartig kuppelbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung der Profiltiefe der Zahlenreihe 2; 4; 7,25; 12,35 und 21.4% entspricht, wobei der Hals (3) als erste Profilrille gilt.