DE2927448A1 - Einrichtung zum axialen dehnen von schraubenbolzen - Google Patents
Einrichtung zum axialen dehnen von schraubenbolzenInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und Erlangen YPA 79 P 3 10 7 BRD
Einrichtung zun axialen Dehnen von Schraubenbolzen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum axialen
Dehnen von Schraubenbolzen, insbesondere von Teilfugenschrauber; eines Turbinengehäuses, »it einem Stützglied,
einem mit dem Ende des zu dehnenden Schraubenbolzens verbindbar ex Zugglied und Bit eine» zwischen Stützglied
und Zugglied wirkenden hydraulischen Betätigungsglied.
Derartige Einrichtungen, die zur Erleichterung des Anziehens
und Lösens der Mutter von Bolzenverbindungen dienen, sind aus der DE-PS 875 ^26 bekannt. Als Stützglied dient
bei dieser bekannten Einrichtung eine Stützhülse, über welche der zum Schraubenbolzen koaxial angeordnete Zylinder
des hydraulischen Betätigungsgliedes abgestützt ist. Als Zugglied dient unmittelbar der Kolben des hydraulischen
Betätigungsgliedes, welcher auf einen Teil des Schraubenbolzens aufgeschraubt ist, der über die Mutter der
Bolzenverbindung hinausragt.
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VPA 79 P 3 t O 7 BRD
Bei einer anderen, aus der DE-PS 1 24θ 580 bekannten
Einrichtung zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen ist der Kolben des hydraulischen Betätigungsgliedes durch
ein Zugglied mit dem Schraubenbolzen verbunden, wobei das Zugglied in eine Gewindebohrung des Schraubenbolzens
einschraubbar ist. Durch diese Maßnahme kann zur Platζersparnis
in axialer Richtung der über die Mutter der Bolzenverbindung hinausragende Teil des Schraubenbolzens
entfallen.
Die bekannten Einrichtungen zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen
können nur in solchen Fällen eingesetzt werden, bei denen am Bolzenende, in radialer Richtung gesehen, genügend
Platz für den koaxial angeordneten Zylinder des hydraulischen Betätigungsgliedes zur Verfügung steht. Diese
Voraussetzung ist insbesondere bei den Teilfugenflanschen von Turbinengehäusen häufig nicht gegeben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum axialen Dehnen von Schraubenbolzen zu schaffen,
welche auch unter beengten Raumverhältnissen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei
einer Einrichtung der eingangs genannten Art das hydraulische Betätigungsglied zwischen seitwärts auskragenden Armen
des Stützgliedes und des Zuggliedes angeordnet ist und daß zur Kompensation des auf den zu dehnenden Schraubenbolzen
wirkenden Biegemomentes an den freien Enden der Arme ein elastisch verformbares Kompensationsglied angeordnet ist.
Das hydraulische Betätigungsglied wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung also außermittig zum Schraubenbolzen
angeordnet, so daß die Einrichtung auch unter extrem engen Raumverhältnissen eingesetzt werden kann. Die außermittige
Anordnung des hydraulischen Betätigungsgliedes allein würde
jedoch beim Dehnen eines Schraubenbolzens eine unerwünschte
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Biegebeanspruchung des Schraubenbolzen bewirken. Aus diesem
Grunde ist zusätzlich an den freien Enden der Ame ein
elastisch verformbares Kompensationsglied vorgesehen, welches einerseits das Biegenoment kompensiert und andererseits
der Dehnung des SchraubenboIzens folgen kann·. Die der
Dehnung des Schraubenbolzens entsprechende elastische Verformung des Kompensatipnsgliedes kann eine durch Zugbelastung
hervorgerufene Dehnung aber auch eine durch Druckbelastung hervorgerufene Stauchung sein.
Bei einer bevorzugten Ausführuhgsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung ist das Kompensationsglied eine Kompensationsschraube.
Eine derartige Kompensationsschraube läßt sich mit geringem Aufwand an die axiale Dehnung des zu dehnenden
Schraubenbolzens anpassen. Eine gleichmäßige Längung von Schraubenbolzen und Kompensationsschraube erfordert lediglich
das Einstellen einer bestimmten Länge der Kompensationsschraube, Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die dehnbare
Länge der Kompensationsschraube mittels Distanzhülsen einstellbar ist.
Vorzugsweise ist das Stützglied so ausgebildet, daß es auf die Muttern der dem zu dehnenden-Schraubenbolzen benachbarten
Schraubenbolzen aufsetzbar und mit diesen Muttern verschraubbar ist. Hierdurch ergibt sich insbesondere
bei Teilfugenflanschen von Turbinengehäusen ein besonders einfaches und sicheres Anbringen des Stützgliedes. Die
Verbindung zwischen dem Zugglied und dem zu dehnenden Schraubenbolzen kann durch eine in eine Bohrung des Schraubenbolzens
einschraubbare Zugschraube vorgenommen werden. Diese Verbindungsart ermöglicht eine gedrängte und raumsparende
Ausgestaltung des Zuggliedes.
Es ist aber auch möglich, die Verbindung zwischen dem Zugglied
und dem zu dehnenden Schraubenbolzen durch eine in die Mutter des Schraubenbolzens einschraubbare Zug-
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schraube herzustellen. Die Längung des Schraubenbolzens
wird in diesem Falle durch unter die Mutter eingeschobene
Scheibenhälften entsprechender Stärke gehalten. Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß beim axialen Dehnen des
Schraubenbolzens dessen Gewindepartie mit einbezogen wird und nach dem Entlasten des hydraulischen Betätigungsgliedes
geringere Setzerscheinungen auftreten. Bei dieser Verbindungsart
zwischen Zugglied und Schraubenbolzen ist es auch möglich, die Zugschraube in das Innengewinde eines
in die Mutter eingeschraubten Reduzierstückes einzuschrauben. Durch das Reduzierstück wird der Durchmesser der Zugschraube
verringert und somit eine gedrängte und raumsparende Ausgestaltung des Zuggliedes ermöglicht.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Einrichtung ist das hydraulische Betätigungsglied ein in eine Zylinderbohrung eines der Arme eingesetzter, durch
Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbarer und auf dem anderen Arm abgestützter Kolben. Das hydraulische Betätigungsglied
wird hierbei unter geringstnöglichem Aufwand in einen der Arme integriert.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
■ . ' ■ ■ ' . .
Fig. 1 eine Einrichtung zum axialen Dehnen von Teilfugenschrauben
eines Turbinengehäuses im Längsschnitt,
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung in der Draufsicht,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III - III der Fig. 2 und
Fig. 4 in einem der Fig. 3 entsprechenden Schnitt eine
Variante für die Verbindung zwischen Zugglied und Teilfugenschraube.
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In dem Schnittbild der Fig. 1 ist der obere Teil des
Teilfugenflansches 1 eines Turbinengehäuses mit einer zu
dehnenden Teilfugenschraube 2 zu erkennen. Auf das Bolzenende der Teilfugenschraube 2 ist eine Unterlegscheibe 3
aufgesetzt und eine zylinderförmige Mutter 4 aufgeschraubt,
deren Höhe wesentlich größer ist als die für die Schraubenverbindung vorgesehene Gewindelänge der Teilfugenschraube
Die wesentlichen Bestandteile der Einrichtung zum axialen Dehnen der Teilfugenschraube 2 sind ein Stützglied 5 mit
einem seitwärts auskragenden Arm 50, ein Zugglied 6 mit
einem seitwärts auskragenden Arm 60, ein in eine Zylinderbohrung 61 des Armes 60 eingesetzter Druckkolben 7 als
hydraulisches Betätigungsglied und eine an den freien Enden der Arme 50 und 60 angebrachte Kompensationsschraube 8.
Das Stützglied 5 ist, wie aus der Draufsicht der Fig. 2
und insbesondere aus dem Schnittbild der Fig. 3 zu erkennen ist, auf den Muttern 41 und 4-2 der beiden benachbarten
Teilfugenschrauben 21 bzw. 22 aufgesetzt. Zur Befestigung des Stützgliedes 5 sind in diesen Bohrungen 51
und 52 vorgesehen, in welchen Befestigungsschrauben 510
bzw. 520 angeordnet sind. Diese Befestigungsschrauben und 520 sind in die Innengewinde von in die Muttern 4-1
bzw. 42 eingeschraubten Reduzierstücken 410 bzw. 420 eingeschraubt.
Zur Verbindung zwischen dem Zugglied 6 und der zu dehnenden Teilfugenschraube 2 ist, wie in den Schnittbildern der
Fig. 1 und Fig. 3 zu erkennen ist, in dem Zugglied 6 eine
Bohrung 62 vorgesehen, in welcher eine Zugschraube 620 angeordnet ist. Diese Zugschraube 620 ist in das Innengewinde
eines in die Mutter 4 eingeschraubten Reduzierstückes 400 eingeschraubt. Durch das Reduzierstück 400
kann der Durchmesser der Zugschraube 620 geringer gehalten werden als der Durehmesser der zu dehnenden Teilfugenschraube
2, so daß das Zugglied 6 in dem bezüglich des
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Platzbedarfs kritischen Bereich entsprechend klein gehalten
werden kann. Damit die Zugschraube 620, di-e zur axialen Dehnung der Teilfugenschraube 2 erforderlichen Kräfte
übertragen kann, muß sie aus einem bezüglich der Festigkeitseigenschaften höherwertigen Material als die Teilfugenschraube
2 gefertigt werden.
Wie in dem Schnittbild der Fig. 1 zu erkennen ist, besitzt der mit seiner Unterseite auf dem Arm 50 abgestützte Druckkolben
7 eine ringförmige Dichtung 70, welche den Austritt von Hydraulikflüssigkeit verhindert. Zur Beaufschlagung
der Oberseite des Druckkolbens 7 mit Hydraulikflüssigkeit
sind in dem Arm 60 des Zuggliedes 6 Zuführkanäle 62 und
63 vorgesehen, wobei der Zuführkanal 63 mittig in die
Zylinderbohrung 61 einmündet.
Die an den freien Ende der Arme 50 und 60 angeordnete
Kompensationsschraube 8 {Fig. 1) ist durch Bohrungen
5A- und 6A- der Arme 50 bzw. 60 hindurchgeführt und mit
einer Mutter 80 versehen. Zur Einstellung einer bestimmten dehnbaren Länge der Kompensationsschraube 8 ist eine
Distanzhülse 81 vorgesehen. Damit das durch die Kompensationsschraube 8 aufgebrachte Biegemoment durch die Arme 50 und
60 problemlos übertragen werden kann, ist der Arm 50 mit
zwei Versteifungsrippen 55 und der Arm 60 mit zwei Ver- steifungsrippen
65 versehen.
Für eine rein axiale, d.h. biegemomentenfreie Dehnung
der Teilfugenschraube 2 müssen die nachstehend aufgeführten Voraussetzungen eingehalten werden:
und
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- 7 -
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Hierbei ist Py. die vom hydraulischen Betätigungsglied aufzubringende
Kraft, P. die für eine erwünschte axiale Dehnung der Teilfugenschraube 2 aufzubringende Kraft,
a der Abstand zwischen Teilfugenschraube 2 und dem hydraulischen Betätigungsglied, b der Abstand zwischen
Teilfugenschraube 2 und Kompensationsschraube 8, 1. die dehnbare Länge der Teilfugenschraube 2, I^ die dehnbare
Länge der Kompensationsschraube 8, Έ. der Querschnitt
im Schaft der Teilfugenschraube 3 und IV der Querschnitt
im Schaft der Kompensationsschraube 8.
Die vorstehend aufgeführten Gleichungen lassen sich auf einfache Weise rechnerisch ableiten, wobei in dem Kräftesystem
von einem Kräftegleichgewicht, einem Momentengleichgewicht und gleichen Dehnungen von Teilfugenschrauben 3
und Kompensationsschraube 8 ausgegangen wird.
Beim Einsatz der in den Fig. 1-3 dargestellten Einrichtung wird also zunächst die errechnete dehnbare Länge I^ der
Kompensationsschraube 8 durch die Wahl einer Distanzhülse 81 entsprechender Länge eingestellt. Dann wird der Druck-.kolben
7 nri-t Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt, wobei
der Druck so eingestellt wird, daß sich bei einer vorgegebenen Fläche des Druckkolbens 7 die errechnete Kraft P^ ergibt.
Die Teilfugenschraube 3 wird dann unter der Einwirkung der ,entsprechenden Kraft P, in axialer Richtung um die gewünschte
Länge gedehnt, worauf unter die Mutter 4 die beiden Hälften einer geteilten Scheibe 30 geschoben werden.
Die Stärke der geteilten Scheibe 30 entspricht der Summe
aus der gewünschten Längung der Teilfugenschraube 2 und einem vor dem Dehnen eingestellten Spaltmaß zwischen der
Mutter 4 und der Unterlegscheibe 3» so daß nach dem Entlasten des Druckkolbens 7 diese Längung gehalten wird.
Wie in dem Schnittbild der Fig. 3 zu erkennen ist, werden unter die Muttern 4-1 bzw. 4-2 der benachbarten Teilfugenschrauben
21 bzw. 22 entsprechende geteilte Scheiben 30
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gelegt, und zwar auch dann wenn eine dieser Teilfugenschrauben
noch nicht gedehnt ist. Dies ist erforderlich, um für das Stützglied 5 eine ebene Auflage zu schaffen.
Fig. 4 zeigt eine Variante bezüglich der Verbindung zwischen
dem Zugglied 6 und der Teilfugenschraube 2. Diese Verbindung erfolgt durch eine Zugschraube 621, welche in eine Gewindebohrung
20 der Teilfugenschraube 2 eingeschraubt ist. Beim Dehnen der Teilfugenschraube 2 ist also deren Mutter 4-entlastet
und kann um eine der Dehnung entsprechende Länge nachgestellt werden. Das Nachstellen erfolgt mittels eines
Domes, der in eine von mehreren Sackbohrungen 4-5 der
Mutter M- gesteckt wird.
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Claims (8)
- Pat entansprüche[ij Einrichtung zum axialen Drehen von Schraubenbolzen, insbesondere von Teilfugenschrauben eines Turbinengehäuses, mit einem Stützglied, einem mit dem Ende des zu dehnenden Schraubenbolzens verbindbaren Zugglied und mit einem zwischen Stützglied, und Zugglied wirkenden hydraulischen Betätigungsglied, dadurch gekennz ei c h η e t, daß das hydraulische Betätigungsglied-10 zwischen seitwärts auskragenden Armen (50, 60) des Stützgliedes (5) und des Zuggliedes (6) angeordnet ist und daß zur Kompensation des auf den zu dehnenden Schraubenbolzens (2) wirkenden Biegmomentes an den freien Enden der Arme (50, 60) ein elastisch verformbares Kompensationsglied angeordnet ist.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch geken n- : ζ ei c h η e t, daß das Kompensationsglied eine Kompensationsschraube (8) ist.
20 - 3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dehnbare Länge (It-) der Kompensationsschraube (8) mittels Distanzhülsen (81) einstellbar ist.
- 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (5) auf die Muttern (41, 42) der dem zu dehnenden Schraubenbolzen (2) benachbarten Schraubenbolzen (21, 22) aufsetzbar und mit diesen Muttern (41, 42) verschraubbar ist.
- 5· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Zugglied (6) und dem zu dehnenden Schraubenbolzen (2) eine in eine Bohrung (20) des Schrau-0 3 0 0 6 3 / 0 A 9 3 j- 2 - VPA 79 P 3 1 O 7 BRDbenbolzens (2) einschraubbare Zugschraube (621) vorgesehen ist.
- 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, d a durch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Zugglied (6) und dem zu dehnenden Schraubenbolzen (.2) eine in die Mutter (A) des Schraubenbolzens (2) einschraubbare Zugschraube (620) vorgesehen ist.
- 7· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugschraube (620) in das Innengewinde eines in die Mutter (A) eingeschraubten Ruduzierstückes (AOO) einschraubbar ist.:
- 8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Betätigungsglied ein in eine Zylinderbohrung (61) eines der Arme (60) eingesetzter, durch Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbarer und auf dem anderen Arm (50) abgestützter Kolben (7) ist.0 300 63/04 9 3
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