DE2930207C2

DE2930207C2 - Anordnung zur formschlüssigen Verdrehsicherung von Schraubverbindungen mittels Sicherungsblech

Info

Publication number: DE2930207C2
Application number: DE19792930207
Authority: DE
Inventors: Reinhardt Ing.(grad.) 8500 Nürnberg Strobel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1979-07-25
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE2930207A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur formschlüssigen Verdrehsicherung von Schraubverbindungen mittels Sicherungsblech gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-AS 13 01 937 ist eine Drehsicherung für Vielkantmuttern und -köpfe gemäß Gattungsbegriff bis auf die Merkmale bekannt, daß dort das Sicherungsblech an den Kopf oder die Kopfmutter eines Schraubenbolzens nicht angeformt ist, sondern als gesonderte Unterlegscheibe mit einem nach aufwärts und nach abwärts gebogenen Lappen ausgeführt ist. Ferner ist in der genannten DE-AS ein Hinweis auf das bevorzugte Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung, die Einbauten von Reaktordruckbehältern, nicht gegeben. Demgegenüber geht die Erfindung von einer Verdrehsicherungsanordnung aus, bei der das Sicherungsblech an den Kopf oder die Mutter des Verbindungselementes als plastisch deformierbarer Kragen angearbeitet ist. Solche plastisch deformierbaren, angearbeiteten Kragen sind bei Verdrehsicherungsanordnungen zwar grundsätzlich bekannt, siehe FR-PS 99 636 und US-PS 18 92 119, jedoch sind diese bei dem Bolzenkopf oder der Mutter auf der Seite der Mutter angeordnet, welche dem vom Schraubenschaft durchdrungenen Bauteil abgewandt ist, d. h., auf der Außenseite. Die beim Bekannten auf der dem Bauteil abgewandten Seite der Mutier angeformten Kragen haben im übrigen den Nachteil, daß zwar die Mutter gegenüber dem Schraubenschaft verdrehgesichert ist, nicht jedoch der Schraubenschaft bzw. die Mutte,·* am Bauteil. Des weiteren erfolgt der formschlüssige Eingriff der plastisch deformierten Vorsprünge bzw. Kragenteile beim Bekannten am Außengewinde des Schraubenbolzens; würde man eine solche Verdrehsicherung

ίο durch Aufbringen entsprechender Momente an der Mutter zu lösen versuchen, so würde das Gewinde beschädigt werden. Ein an sich mögliches Aufbiegen von Hand mit einem schraubenzieherähnlichen Werkzeug scheidet für eine Fernbedienung aus.

Demgegenüber bezieht sich die Erfindung insbesondere auf Verdrehsich^rungen, die zur Absicherung von Schraubverbindungen bei Reaktordruckbehälter-Einbauten dienen. Hierbei muß der formschlüssige Eingriff der Verdrehsicherung möglichst fernbedient herstellbar sein und — wenn aus Inspektions- oder Reparaturgründen eine Lösung der Verdrehsicherung und der Schraubverbindung notwendig ist — so soll die Verdrehsicherung auch fernbedient wieder lösbar sein. Diese Forderungen sind besonders aktuell bei Reaktordruckbehältern, weil dort im Inneren eine hohe Strahlenbelastung besteht, eine große Wassertiefe und nur ein enger Raum gegeben ist und deshalb ein manuelles Sichern der Verdrehsicherung von Ort nicht oder praktisch nicht möglieh ist. Schweißverfahren sind hierbei zum Sichern nicht erwünscht, weil dadurch in den Einbauten Wärmespannungen eingebracht werden könnten. Ein gesondertes Sicherungsblech, das man an der Kopf- oder Bolzenschraube gleichsam als Beilagscheibe anordnen würde, hätte den Nachteil, daß aufgrund der Spalte zusätzliche Setzerscheinungen auftreten, welche die Schraubenvorspannung reduzieren.

Ausgehend von einer gattungsgemäßen Anordnung zur formschlüssigen Verdrehsicherung von Schraubverbindungen mittels Sicherungsblech, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese so auszubilden, daß sie fernbedient herstellbar und wieder lösbar sowie mit dem Bauteil, welches von der Kopf- oder Bolzenschraube durchdrungen wird, formschlüssig kuppelbar ist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs näher definierten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist im Anspruch 2 beschrieben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß aufgrund des auf der Anlageseite des Bolzenkopfes oder der Mutter angeformten Sicherungsbleches dieses mit dem vom Bolzen durchdrungenen Bauteil in formschlüssigen Eingriff gebracht werden kann. Dies ergibt eine zusätzliche Sicherheitsreserve, weil zum Beispiel zwei überstehende Lappen des Sicherungsbleches nach unten und damit mit dem Bauteil in Eingriff gebracht werden können. Dies hat auch Vorteile beim fernbetätigten Manipulie-

^b0 ren der Schraubenbolzen mit dem Verformungswerkzeug wegen der symmetrischen Kräfteverteilung beim zentrischen Aufsetzen des Werkzeugs und Umbiegen der nach beiden Seiten abstehenden Lappen des Sicherungsbleches.

^b' Im folgenden wird anhand der in den F i g. 1 bis 7 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele die Erfindung noch näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine fertigmontierte erfindungsgemäße An-

Ordnung im Aufriß, zum Teil im Schnitt, die zur Absicherung der Befestigungsschraube eines Scharnierbockes für den Pumpenabdichtdeckel der Hauptkühlmittelpumpe des Druckbehälters eines Siedewasserreaktors dient:

F i g. 2 die Draufsicht auf den Schraubenbolzen, wobei eine Variation in Form von Eindrückungen des Sicherungsbleches, die in entsprechende Hohlräume des Bauteils eingreifen, angedeutet ist;

F i g. 3 den Schnitt nach der Linie V-V aus F i g. 2;

Fig.4 eine Sondermutter für die Ausführung nach Fig.l;

F i g. 5 im Aufriß eine Sonderschraube mit angeformtem Sicherungsblech, verwendbar für die Anordnung nach F i g. 1;

F i g. 6 eine entsprechende Anordnung zu F i g. 1 in Außenansicht mit einem aufgesetzten Verformungsstempel und

Fig. 7 den Gegenstand nach Fig. 6, wobei der Verformungsstempel mit seinem Verformungsfinger eine Lasche des Sicherungsbleches umgebogen hat.

Die Anordnung zur formschlüssigen Verdrehsicherung von Schraubverbindungen mittels Sicherungsblech gemäß F i g. 1 besteht aus dem Verbindungselement 1 in Form einer Bolzen- oder Stiftschraube 1.0 mit auf da⁵ freie überstehende Ende des Bolzens 1.0 aufgeschraubter Mutter 1.1. Der Bolzen 1.0 durchdringt den ersten Bauteil 2, welcher einen Scharnierbock darstellt, in einer Bohrung 2.1 desselben und verspannt diesen ersten Bauteil 2 mit seiner Mutter 1.1 gegen den zwehen Bauteil 3, in welche letzteren der Bolzen 1.0 mit einem Gewindeschaft 1.01 innerhalb einer mit Innengewinde versehenen Bohrung 3.1 eingeschraubt ist. Der zweite Bauteil 3 stellt einen Teil einer Rückströmraumabdekkung für die Hauptkühlmittelpumpe eines Siedewasser-Kernreaktordruckbehälters dar, welcher — da hier im einzelnen nicht von Interesse — nicht dargestellt ist. Erwähnt sei lediglich, daß am Scharnierbock 2 (erster Bauteil) ein Scharnierbolzen 4 befestigt ist, der mit einem konisch zulaufenden Bolzenkopf 4.1 die eine Schwenklagerstelle des eine entsprechende konische Aussparung 5.1 aufweisenden Pumpenabdichtdeckels 5 bildet, dessen zweite Schwenklagerstelle nicht dargestellt ist und der zum Zwecke des Ausbaus des Pumpenläufers durch den Rückströmraum nach oben aufklappbar gelagert ist.

An die Mutter ü.l des Verbindungselementes 1 ist das Sicherungsblech 6 angearbeitet, welches zum Zwecke der Verdrehsicherung der dargestellten Schraubverbindung mit einem laschenförmigen Teil 6.1 etwa rechtwinklig nach unten so abgebogen ist, daß es formschlüssig an der Begrenzungsfläche 2.2 des ersten Bauteils 2 im Bereich von dessen oberer Kante 2.3 angreift. Das Sicherungsblech 6 ist hierzu als plastisch deformierbarer Kragen ausgebildet, welcher im Bereich des Anlageendes 7 der Mutter 1.1 angearbeitet bzw. angeformt ist, und zwar so, daß unterhalb und oberhalb des Sicherungsbleches 6 je ein scheibenförmiger Teilbund 7.1 und 7.2 stehen bleibt, wobei die Teilbünde mit Abrundungsradien r versehen sind. Dies hat den Vorteil, daß beim Abbiegen um die Kante 2.3 ein ausreichend großer Biegeradius r'am Sicherungsblech 6 entsteht, welcher eine Überbeanspruchung des Materials im Abbiegebereich verhindert.

F i g. 2 zeigt, daß der Kragen des Sicherungsbleches 6. insbesondere als Ringkragen ausgebildet ist. F i g. 2 zeigt in ihrem linken Teil außerdem eine Variante der Formschluß-Absicherung, bei welcher in den Kragen des Sicherungsbleches 6 von oben Sicken 6.2 eingedrückt werden können, welche mit entsprechenden Ausnehmungen 8 an der Oberfläche des Bauteils 2 (siehe F i g. 3) in Eingriff gelangen. Diese Ausführung wäre nur bei einem Bauteil 2 möglich, dessen Anlagefläche bezüglich des Sicherungsbleches 6 im Vergleich zu F i g. 1 vergrößert ist.

F i g. 4 zeigt die Mutter 1.1 nach F i g. 1 im noch nicht verformten Zustand des angearbeiteten Sicherungsbleches 6; sie stellt eine Sondermutter dar mit einem Außensechskant 9 als Angriffsflächen für das Schraubwerkzeug, einer in ihren Außenumfang eingearbeiteten Ringnut 10 von trapezförmigem Querschnitt, in welche ein Werkzeug zum fernbedienbaren Aufschrauben mit entsprechenden Halteklauen eingreifen kann, und mit einem konisch zulaufenden Ende 11, das etwa mit einem spitzen Winkel von 60° angespitzt ist. Dieses Kegelende 11 dient zum Zentrieren h -im Aufsetzen des erwähnten Greifwerkzeuges oder beim Aufsetzen eines Verfor-2« mungsstempels, wie weiter unten anhand der F i g. 6 und 7 erläutert.

F i g. 5 zeigt eine Kopfschraube 1' als Verbindungselement, deren Kopf 1.1' so ausgebildet ist wie die Mutter nach Fig.4 und deren Schaft 1.0' in etwa der Bolzenausbildung nach Fig.l entspricht. Die Kopfschraube nach F i g. 5 wie auch die Bolzenschraube nach Fi g. 1 sind als Dehnschrauben ausgebildet, d. h. so, daß sie unter erhöhter Vorspannung ohne die Ausbildung gefährlicher Kerbspannungsspitzen stehen können.
Fig.6 zeigt einen Verformungsstempel 12, welcher mit Innenflächen 13.1 einer Zentrierhülse 13 durch Aufsetzen auf die Mutter 1.1 des Verbindungselementes (so wie dargestellt) zentriert werden kann. Hierzu weist die Zentrierhülse 13 einen Innensechskant auf. Mittels i"' eines gegenüber der Zentrierhülse 13 längsverschieblich geführten und rückstellend federbelasteten Verformungsfingers 14 kann der Verformungsstempe! 12 in Eingriff mit den zu verformenden Partien 6.1 des Sicherungsbleches 6 gebracht werden (siehe Fig.7). ^⁰ Während die Zentrierposition nach Fig.6 mit II bezeichnet ist, ist in F i g. 1 der Stempel in einer Stellung I kurz vor dem Aufsetzen dargestellt (linke Hälfte) und in seiner Verformungsstellung III (rechte Hälfte). In Stellung III ist der Lappen 6.1 etwa um 90° um die Kante 2.3 des Bauteils 2 umgebogen so wie auch in Fig. 1 dargestellt. Der Stempel 12 kann dann wieder abgehoben und mit dem nächsten abzusichernden Verbindungselement in Eingriff gebracht werden.

Die Einzelheiten des Verformungsstempels 12 wer- *'" den anhand der Fig. 6 beschrieben: Die Zentrierhülse 13 weist an ihrem oberen Ende einen Querst'ft 15 auf, welcher in achsparallel zur Aufsetzrichtung a verlaufenden Längsnuten 16 in der Wand eines Aufnahmekopfes 17 geführt ist. An das obere Ende der Zentrierhülse 13 " ist außerdem ein Führungsstift 18 angeschweißt, der in einer Führungsbohrung 19 im Hals 17.1 des Aufnahmekopfes 17 in Aufsetzrichtung a längsverschieblich geführt ist. Auf den Führungsstift 18 ist eine Schraubendruckfeder 20 aufgeschoben, welche sich mit ^b(1 ihrem oberen Ende an der Bodenwand 17.2 des Kopfes 17 und mit ihrem unteren Ende an der Zentrierhülse 13 abs'ützt und auf diese Weise letztere aus dem Hohlraum 21 des becherförmigen Aufnahmekopfes 17 zu drängen versucht. In Stellung I (Fig. 7) und Il (Fig. 6) ist sie ^b5 entspannt, in Stellung III (F i g. 7 rechts) ist sie gespannt. Der Aufnahmekopf 17 des Verformungsstempels 12 ist mittels eines Querstiftes 22 am unteren Ende eines Teleskoprohres 23 o. dgl., welches an einer nicht näher

dargestellten Brennelementwechselmaschine befestigt sein kann, gelagert. Es ist damit möglich, bei geöffnetem Reaktordruckbehälter eine Höhendifferenz von etwa 15 m von der Oberkante des Druckbehälters durch den Rückströmraum hindurch bis hin zum Verbindungselement an der Rückströmraumabdeckung der Hauptkühlmittelpumpe zu überbrücken.

Die Aussparung 14.1 des Fingers 14 ist mindestens so lief wie die Stärke des Kragens 6, vorzugsweise etwas tiefer.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur formschlüssigen Verdrehsicherung von Schraubverbindungen mittels Sicherungsblech, vorzugsweise zur Schraubensicherung der Einbauten von Reaktordruckbehältern, mit einem Verbindungselement in Form einer Kopf- oder Bolzenschraube, wobei der Bolzen der Schraube oder Mutter einen ersten Bauteil durchdringt und diesen mit seinem Kopf oder der Mutter gegen einen zweiten Bauteil verspannt, in den er eingeschraubt ist, wobei das Sicherungsblech an den Kopf oder die Mutter des Verbindungselementes als plastisch deformierbarer Kragen angearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsblech (6) im Bereich des Anlageende» von Kopf odsr Mutter (U) des Verbindungselementes (1) angeordnet ist, wobei das Sicherungsblech (6) durch Abbiegen um mindestens eine Kante oder Eindrücken in mindestens einen Hohlraum (8) des ersten Bauteils (2) mit diesem formschlüssig in Eingriff bringbar ist, und daß ein Verformungsstempel (12) vorgesehen ist, welcher mit Innenflächen (13.1) einer Zentrierhülse (13) durch Aufsetzen auf den Kopf (1.1') oder die Mutter (1.1) des Verbindungselementes (1) zentrierbar ist und mittels eines gegenüber der Zentrierhülse (13) längsverschieblich geführten und rückstellend federbelasteten Verformungsfingers (14) in Eingriff mit den zu verformenden Partien (6.1) des Sicherungsbleches (6) bringbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei Kopf oder Mutter des Verbindungselementes im Bereich seines bzw. ihres Anlageendes unterhalb ihrer Angriffsflächen mit einem einen Abrundungsradius aufweisenden Bund versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsblech (6) im Bereich des Bundes so angearbeitel ist, daß unterhalb und oberhalb des Sicherungsbleches je ein scheibenförmiger Teilbund (7.1,7.2) geringer Stärke stehenbleibt.