DE2953734C1 - Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen - Google Patents

Description

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verschraubungen und Flanschverbindungen, und betrifft insbesondere Einrichtungen zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen, vorwiegend von M30 mm und mehr, die in verschiedenen Industriezweigen verwendet werden können.

Stand der Technik

Zur Zeit verwendet man zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen die allerverschiedensten Ein- und Vorrichtungen angefangen von Schraubenschlüsseln, Schraubendrehern bis hin zu Kränen.

Zum Festziehen einer Gewindeverbindung wird die vorläufige Drehung eines Gewindeteils (beispielsweise einer Stiftschraube) der Verbindung mit Hilfe von hydraulischen Hebeblöcken oder mittels Erwärmung mit anschließendem Nachdrehen von Muttern angewandt. Jedoch sind alle diese Ein- und Vorrichtungen unbequem im Betrieb, sperrig und erfordern zusätzliche Mechanismen und Geräte zum Einsatz hydraulischer Hebeböcke oder zur Erwärmung des Gewindeteils der Verbindung.

Bekannt sind Einrichtungen zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen (UdSSR-Urheberscheine Nr. 2 58 157 und 3 44 980).

Jede dieser Einrichtungen enthält ein Druckelement, das sich an einem der zu verbindenden Teile abstützt, und ein Spannelement, das eine Keilnut aufweist, in der sich ein Kraftübertragungskeil befindet, der auf das Druckelement einwirkt und eine Spannung des Gewindeteils beispielsweise einer Befestigungsschraube oder Stiftschraube, erzeugt. Der Kraftübertragungskeil ist als Keil der einseitigen Wirkung ausgeführt, d. h., die eine Arbeitsfläche desselben ist geradlinig, die andere aber geneigt, wobei der Neigungswinkel zwischen diesen Arbeitsflächen in den Grenzen von 1 bis 7° in Abhängigkeit von den Betriebsdaten gewählt ist.

Der Kraftübertragungskeil besitzt vorwiegend einen rechteckigen Querschnitt und seine (nicht arbeitenden) Seitenflächen sind gerade ausgebildet. Zur Verschiebung des Kraftübertragungskeils in der Nut des Spannelementes wird ein Schraubentrieb verwendet, der am Spannelement angebracht ist. Das Spannelement ist einstückig mit dem Kopf der Befestigungsschraube ausgeführt. Zur Gestaltung der Keilnut, in

welcher sich der Kraftübertragungskeil verschiebt, ist das Druckelement mit einer Schrägfläche ausgeführt und in der Nut des Spannelementes angeordnet. Hierbei wirkt die geneigte Oberfläche des Kraftübertragungskeils mit der Schrägfläche des Druckelementes zusammen.

Diese Einrichtungen gestatten es, bei großen Drehmomenten an der Mutter der Befestigungsschraube und folglich bei großen Axialkräften eine ebensolche Axialkraft beim Anlegen eines Drehmomentes zu erzeugen, das um einige zehn Male kleiner ist, was bestimmte Bedienungsbequemlichkeiten schafft. Diese Einrichtungen sind ortsfest und sollen an jeder Befestigungsschraube ausgeführt sein. Deshalb sind derartige Einrichtungen zweckmäßig für Flanschverbindüngen zu verwenden, die sehr oft, beispielsweise mehrmals im Laufe einer Woche, demontiert werden.

Der Einsatz derartiger Einrichtungen für Flanschverbindungen, die selten demontiert werden, ist wirtschaftlich nicht vertretbar, da für eine jede Befestigungsschraube ein zusätzlicher Keil, eine Schraube, ein Druckelement und andere Teile vorliegen sollen.

Außerdem ist es mit einer solchen Einrichtung unmöglich, ein wiederholtes Festziehen der Gewindeverbindung vorzunehmen, um die rechnerische Kraft der Schraube (Stiftschraube) zu erzielen.

Bekannt ist auch eine abnehmbare Einrichtung zum Festziehen von Gewindeverbindungen, die nach dem Festziehen einer Gewindeverbindung abgenommen und zum Festziehen einer anderen Gewindeverbindung benutzt wird (DE-PS 22 38 974).

Bei dieser Einrichtung ist das Druckelement in Form eines Gehäuses ausgebildet, welches das Spannelement und die Mutter des Befestigungsteils — der Stiftschraube — umfaßt. Zur Spannung des Befestigungsteils wird r> ein Kraftübertragungsmechanismus in Form einer Exzenterwelle verwendet, der über eine Buchse auf das Spannelement und über Rollen auf das Druckelement einwirkt. Außerdem ist in der Einrichtung ein Hebel vorgesehen, der auf den Quadratkopf an den Enden der Exzenterwelle aufgesetzt ist. Diese Einrichtung wird nur für Gewindeverbindungen der gleichen Typengröße eingesetzt. Überdies muß zum Befestigen (Aufschrauben) des Spannelementes der Einrichtung am Endes Befestigungsteils die ganze Einrichtung zusammen mit der Exzenterwelle und dem Hebel gedreht werden, was in gewissem Maße den Anwendungsbereich dieser Einrichtung einschränkt, weil für die Drehung der gesamten Einrichtung hinreichend freier Raum in der Anordnungszone des Befestigungsteils zur Verfügung ίο stehen muß. Die Exzenterwelle erzeugt große spezifische Drücke an den Kontaktflächen, was einen schnellen Verschleiß derselben hervorruft und das anzulegende Drehmoment vergrößert.

Der Ersatz der Exzenterwelle in dieser Einrichtung durch einen anderen Mechanismus, beispielsweise durch einen Kraftübertragungskeil mit Schraubentrieb, kann das Anwendungsgebiet dieser Einrichtung nicht erweitern und ihre Wirkungsweise nicht verändern.

Offenbarung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen mit einer solchen konstruktiven Ausführung des Druck- und des Spannelementes derselben zu schaffen, dank denen die Einrichtung für Verbindungen mit unterschiedlichen Gewindedurchmessern eingesetzt und ihre Drehung während der

60 Befestigung der Einrichtung am Befestigungsgewindeteil der Verbindung ausgeschlossen werden könnte, was wiederum Bequemlichkeiten bei deren Bedienung schaffen würde.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen, die ein Druckelement, das sich an einem der zu verbindenden Teile abstützt, und ein Spannelement enthält, das am Gewindeteil der Verbindung befestigt wird und eine Keilnut aufweist, in welcher sich ein auf das Druckelement wirkender und eine Spannung des Gewindeteils erzeugender Kraftübertragungskeil befindet, dessen Schraubentrieb am Druckelement angebracht ist, erfindungsgemäß das Druckelement ein hohles Gehäuse darstellt, in dem durchgehende Nuten gleichachsig zur Keilnut eingearbeitet sind und das Spannelement untergebracht ist, welches eine drehbar um ihre Achse montierte Muffe trägt, die eine axiale Gewindebohrung zu ihrer Befestigung am Gewindeteil der Verbindung besitzt, wobei in dem Druckelement im Anordnungsbereich der Muffe öffnungen ausgeführt sind, und die Wände der gleichachsig zur Keilnut des Spannelementes angeordneten durchgehenden Nuten eine Führung für die geradlinige Arbeitsfläche des Kraftübertragungskeils bilden.

Die Unterbringung des 3pannelementes und der Muffe im Druckelement, das zur Keilnut gleichachsige durchgehende Nuten aufweist, gewährleistet eine gedrängte Bauart der gesamten Einrichtung, verringert die Abmessungen und das Gewicht sowie begünstigt die normale Arbeit des Kraftübertragungskeils zur Erzielung großer Spreizkräfte zwischen dem Druck- und dem Spannelement bei zulässigen spezifischen Normaldrükken an den Stützflächen.

Die am Spannelement drehbar um ihre Achse montierte Muffe, die eine Axialbohrung zu ihrer Befestigung am Gewindeteil besitzt, gestattet es, das Befestigungsgewindeteil mit dem Spannelement ohne Drehung der gesamten Einrichtung zu verbinden, und bietet die Möglichkeit, die Einrichtung in eine für die Arbeit bequeme Lage unabhängig von dem vorhandenen Raum in der Zone der Gewindeverbindung zu bringen. Die in dem Druckelement im Anordnungsbereich der Muffe vorgesehenen Öffnungen erlauben es, die Muffe auf den Gewindeteil der Verbindung aufzuschrauben.

Bei der Notwendigkeit, die erfindungsgemäße Einrichtung auf eine andere Typengröße der Gewindeverbindung einzustellen, wechselt man die Muffe des Spannelementes gegen eine andere Muffe aus, die eine dem Durchmesser des Gewindeteils entsprechende Axialbohrung besitzt.

Es ist vorteilhaft in der Axialbohrung der Muffe eine auswechselbare Gewindebuchse unterzubringen und an der Außenfläche der Muffe Aussparungen auszuführen. Dies gestattet, bei der Auswechselung der Gewindebuchse, die Einrichtung für das Festziehen von verschiedenen Gewindetypen zu verwenden, d. h. Bedingungen zur universalen Verwendung der Einrichtung zu schaffen.

Gemäß der Erfindung besitzt die Einrichtung mindestens eine Zwischenmuffe, die nach ihrem vorläufigen Aufschrauben auf das Gewindeteil in der Axialbohrung der Muffe des Spannelementes untergebracht und in derselben mittels einer Bajonettverbindung befestigt wird, wobei die Zwischenmuffe einen zylindrischen axialen Endzapfen mit einem Ansatz für einen Schlüssel besitzt, und die Muffe des Spannelemen-

tes einen Axialkanal für den Endzapfen der Zwischenmuffe und einen Handgriff aufweist, der durch die öffnung des Druckelementes hindurchragt. Dadurch kann die Einrichtung schnell und zuverlässig mit dem Gewindeteil der Verbindung verbunden werden. Außerdem bietet eine solche konstruktive Ausführung der Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen die Möglichkeit, über einen Satz von Zwischenmuffen zu verfugen, die auf die Gewindeteile vorläufig aufschraubbar sind, was es wiederum erlaubt, den Umfang der mit der Montage und Demontage von Gewindeverbindungen zusammenhängenden Arbeiten stark zu verringern.

In der Einrichtung ist zwischen dem Spann- und dem Druckelement im Anordnungsbereich des Kraftübertragungskeils ein Einsatzstück angeordnet, wodurch mögliche Schiefstellungen des Druckelementes und des Spannelementes während der Verschiebung des Kraftübertragungskeils beseitigt und letzten Endes die Kräfte an der Schraube des Schraubentriebs vermindert werden können.

Nach der Erfindung sind in der Keilnut des Spannelementes und in den gleichachsig zu ihr angeordneten durchgehenden Nuten des Druckelementes Einsatzstücke untergebracht, wodurch der Wirkungsgrad des Kraftübertragungskeils während des Festziehens von Gewindeverbindungen erhöht werden kann. Hierbei ist es vorteilhaft, daß die Oberflächen der Einsatzstücke, die mit den Oberflächen des Kraftübertragungskeils kontaktieren, von Nadelrollen gebildet sind, wodurch es möglich wird, die Gleitreibung durch Wälzreibung zu ersetzen und somit den Wirkungsgrad zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung ist das Druckelement aus zwei Teilen gebildet, die mittels einer Gewindeverbindung untereinander verbunden sind. Dies erlaubt, die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung bei Verbindungen mit verschiedener Länge des freien Endes (hinter der Mutter) des Gewindeteils einzusetzen, auf welches die Muffe aufgeschraubt wird, weil durch Drehen eines der Teile des Druckelementes die Länge des freien Endes des Gewindeteils kompensiert werden kann. Hierbei ist es vorteilhaft, daß ein Teil des Druckelementes, der sich an einem der zu verbindenden Teile abstützt, einen Kugelzapfen besitzt, bei welchem der Mittelpunkt der Kugel sich auf der Achse der Muffe und des Gewindeteils befindet, was es gestattet, das Festziehen von Gewindeverbindungen auch dann zu bewerkstelligen, wenn die Achse des Gewindeteils und die Stützfläche der Verbindung nicht rechtwinklig zueinander sind.

Der genannte Kugelzapfen kann mit dem Druckelement über eine elastische Einlage verbunden sein, was es dem Druckelement ermöglicht, sich beim Festziehen der Gewindeverbindung selbsttätig einzustellen.

Des weiteren ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftübertragungskeil parallel zu seiner geradlinigen Arbeitsfläche ein durchgehender Kanal ausgeführt ist, wobei die Schraube des Schraubentriebs in dem durchgehenden Kanal des Kraftübertragungskeils untergebracht und mit einem Kugel-Schrauben-Mechanismus versehen ist, und die Lagereinheit der Schraube mit einem selbsttätig einstellbaren Spurlager ausgeführt ist.

Die Unterbringung der Schraube im durchgehenden Kanal des Kraftübertragungskeils erlaubt es, die Abmessungen und das Gewicht der Einrichtung zu verringern. Das Vorhandensein des Kugel-Schrauben-Mechanismus macht es möglich, den Wirkungsgrad der Einrichtung beträchtlich zu erhöhen und folglich die zum Festziehen von Gewindeverbindungen anzulegenden Kräfte zu vermindern. Die Lagereinheit der Schraube mit dem selbsttätig einstellbaren Spurlager gestattet es, eventuelle Schiefstellungen zwischen der Schraube, dem Keil und dem Druckelement zu beseitigen, die bei der Montage und der Herstellung der Schraube, des Keils und des Druckelementes entstehen

ίο können, was wiederum die Herstellungstechnologie der Einrichtung zu vereinfachen und ihre Kosten herabzusetzen ermöglicht.

Gemäß der Erfindung ist das Druckelement in Richtung des Kraftübertragungskeils abgefedert, was es erlaubt, einen ständigen Kontakt zwischen dem Druck- und dem Spannelement über den Kraftübertragungskeil zu bewerkstelligen, die Nadelrollen gegen ein Herausfallen aus den Einsatzstücken beim Betriebsruhezustand der Einrichtung zu sichern und einen erforderlichen Spielraum zwischen dem Spannelement und der geradlinigen Arbeitsfläche des Keils zu erzeugen, der während des Festziehens der Gewindeverbindung beseitigt wird.

Somit bietet die erfindungsgemäße Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen die Möglichkeit, das anzulegende Drehmoment um das 20- bis 50fache gegenüber dem rechnerischen zu verringern, das Festziehen von Gewindeelementen (Schraubenbolzen, Stiftschrauben) zu kontrollieren und eine mehrmalige Dehnung (Strecken) ein und desselben Befestigungsgewindeelementes der Verbindung auszuführen, auch erfordert sie keinen zusätzlichen Energieaufwand (pneumatische, hydraulische und elektrische Speisung). Die Einrichtung ist universal, da mit ihr Gewindeverbindungen unterschiedlichen Durchmessers festgezogen werden können; sie ist einfach in Betrieb, da sie durch eine Kraft wirkt, die von einem Arbeitsausführenden an der Schraube des Antriebs des Kraftübertragungskeils angelegt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen unter Bezug auf Zeichnungen eingehend beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen, im Längsschnitt;

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie H-Il der Fig. 1;
F i g. 3 einen Schnitt nach Linie I1I-1II der Fig. 1;
F i g. 4 dasselbe wie in F i g. 1 mit in einer Muffe untergebrachter Buchse;

F i g. 5 die Gesamtansicht der erfindungsgemä8en Einrichtung, die am Gewindeteil einer Flanschverbindung angebracht ist und zusammen mit Zwischenmuffen verwendet wird;

F i g. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der F i g. 5;
F i g. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der F i g. 6;
F i g. 8 einen Längsschnitt der Einrichtung mit einer anderen Anordnungsvariante der Schraube des Schraubentriebes;
F i g. 9 die Einzelheit A von F i g. 8, vergrößert.

Bevorzugte Ausführungsvarianten
der Erfindung

Die Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen enthält ein Druckelement 1 (Fig. 1), ein Spannelement 2, einen Kraftübertragungskeil 3, der mit einem Schwanzstück 4 ausgeführt ist, und einen Schraubentrieb 5, der am Druckelement 1 angebracht

und zur Verschiebung des Kraftübertragungskeils 3 bestimmt ist.

Das Druckelement 1 ist in Form eines hohlen Gehäuses mit offener Stirnseite 6 ausgebildet und zur Anlage dieser Stirnseite gegen die Oberfläche eines der zu verbindenden Teile 7 z. B. einer Flanschverbindung bestimmt, die mittels eines Befestigungsgewindeteils — einer Stiftschraube 8 — zusammengezogen wird, an deren Ende eine Mutter 9 aufgeschraubt ist, wobei das Ende der Stiftschraube 8 aus der Mutter 9 herausragt. Das Druckelement 1 wird an das Teil 7 so angesetzt, daß das Ende der Stiftschraube 8 mit der Mutter 9 in seinen Innenraum gelangt.

Im Innenraum des Druckelementes 1 befindet sich das Spannelement 2, das zur Befestigung am Ende der Stiftschraube 8 bestimmt ist und eine Keilnut 10 sowie einen Schaft 11 besitzt, der zur offenen Stirnseite 6 des Druckelementes 1 gekehrt ist. In der Keilnut 10 des Spannelementes 2 ist der Kraftübertragungskeil 3 untergebracht, der mit seiner geradlinigen Arbeitsfläche 12 stets dem Schaft 11 zugewandt ist, ständig auf das Druckelement 1 einwirkt und eine Spannung der Stiftschraube 8 aufgrund der Spreizkräfte zwischen dem Spannelement 2 und dem Druckelement 1 erzeugt. Hierbei sind im Druckelement 1 gleichachsig zur Keilnut 10 durchgehende Nuten 13 (F i g. 2) eingearbeitet, durch welche der Kraftübertragungskeil 3 (Fig. 1) frei geführt ist. Die Wände 14 der durchgehenden Nuten 13, die mit der geradlinigen Arbeitsfläche 12 des Kraftübertragungskeils 3 kontaktieren, bilden eine Führung für diesen Keil bei dessen Verschiebung in der Keilnut 10, was eine ständige Einwirkung des Kraftübertragungskeils 3 auf das Druckelement 1 gewährleistet. In der Keilnut 10 wird zwischen ihrer geraden Wand und der geradlinigen Arbeitsfläche 12 des Kraftübertragungskeils 3 ein Spielraum 15 eingestellt, der während der Verschiebung des Keils 3 und der Dehnung der Stiftschraube 8 beseitigt wird.

Am Schaft 11 des Spannelementes ist drehbar um ihre Achse eine Muffe 16 montiert, die eine axiale Gewindebohrung 17 zur Befestigung der Muffe 16 am Ende der Stiftschraube 8 aufweist, wobei die Gewinde der Axialbohrung 17 und der Stiftschraube 8 zusammenfallen sollen.

Die Muffe 16 ist am Schaft 11 mittels Kugeln 18 befestigt, die in einem Kanal 19 des Schaftes 11 angeordnet und in diesem durch einen Gewindestopfen 20 festgehalten werden, der in den Kanal 19 eingeschraubt ist. Eine solche Befestigung der Muffe 16 erlaubt es ihr, sich beim Aufschrauben auf das Ende der Stiftschraube 8 frei zu drehen. Hierbei sind an der Außenfläche der Muffe 16 Aussparungen 21 ausgeführt, während im Druckelement 1 im Anordnungsbereich der Muffe 16 öffnungen 22 (F i g. 3) vorgesehen sind, durch welche Werkzeuge zum Aufschrauben der Muffe 16 auf das Ende der Stiftschraube 8 eingeführt werden können. Zur Drehung der Mutter 9 während des Festziehens der Gewindeverbindung sind im Körper der Mutter ebenfalls Aussparungen 23(F i g. 1) ausgeführt. Ist es aus irgendwelchen Gründen schwer, Aussparungen in der Mutter 9 auszuführen, so kann auf die Mutter eine mit Aussparungen versehene Fassung (nicht dargestellt) aufgesetzt werden.

Zur Erweiterung der technologischen Möglichkeiten der Einrichtung kann in der Gewindebohrung 17 (Fig.4) der Muffe 16 eine auswechselbare Gewindebuchse 24 angeordnet werden, wobei die Buchse 24 ein Innengewinde zum Aufschrauben auf das Ende der Stiftschraube 8 und ein Außengewinde mit entgegengesetzter Richtung der Windungen zum Einschrauben in die Muffe 16 aufweist. Die Buchse 24 wird in der Muffe 16 mittels Sicherheitsschrauben 25 fixiert.

Zur Verminderung der Reibung an den kontaktierenden Oberflcähen des Spannelementes 2 (Fig. 1 und 4) und des Druckelementes 1 sowie des Kraftübertragungskeils 3 sind in der Keilnut 10 und den gleichachsig mit dieser angeordneten durchgehenden Nuten 13 Einsatzstücke 26 aus Lagerwerkstoff, beispielsweise aus Bronze, untergebracht.

Der Schraubentrieb 5 enthält eine Schraube 27 und einen Kopf 28 zur Drehung derselben, auf welchem beispielsweise ein Hebel mit Sperrwerk aufgesetzt werden kann.

Die Schraube 27 ist mit ihrem einen Ende in Drucklagern 29, die sich in der Bohrung des Schwanzstücks 4 des Kraftübertragungskeils 3 befinden, angeordnet, mit dem anderen Ende aber in eine Buchse 30 eingeschraubt, die ihrerseits in eine durchgehende Gewindebohrung eingeschraubt ist, welche im Druckelement 1 ausgeführt ist. Zwischen dem Schwanzstück 4 des Kraftübertragungskeils 3 und dem Druckelement 1 ist eine Skala 31 der Belastungen angebracht, die längs der Achse der Stiftschraube 8 angelegte Belastungen visuell zu beobachten gestattet.

Zu einem schnelleren Festziehen von Gewindeverbindungen mit unterschiedlichem Durchmesser der Gewinde kann die Einrichtung mit einem Satz von Zwischenmuffen 32 (F i g. 5 und 6) ausgestattet sein, die vor dem Aufsetzen der gesamten Einrichtung vorläufig auf die Stiftschraube 8 der Verbindung aufgeschraubt werden. Nach dem Festziehen eines Befestigungsteils der Verbindung wird die erfindungsgemäße Einrichtung auf ein anderes Befestigungsteil der Verbindung aufgesetzt, auf dem die Zwischenmuffe 32 bereits aufgeschraubt ist, und nach dem Festziehen dieses Befestigungsteils wird die Einrichtung erneut abgenommen und auf ein anderes Befestigungsteil übertragen. Hierbei wird die Zwischenmuffe 32 ebenfalls abgenommen und ein nächstfolgendes Befestigungsteil der Verbindung aufgeschraubt.

Die Einrichtung, wie sie in F i g. 5 und 6 gezeigt ist und in Kombination mit Zwischenmuffen 32, beispielsweise mit zwei, drei Muffen betrieben wird, ist in konstruktiver Hinsicht ebenso wie die in den F i g. 1 und 4 dargestellte Einrichtung ausgeführt, d. h., sie besitzt ein Druckelement 1, das als Gehäuse ausgebildet ist, in welchem ein Spannelement 2 und eine Muffe 16 untergebracht sind. Am Druckelement 1 ist ein Schraubentrieb 5 montiert, dessen Schraube 27 mit dem Kraftübertragungskeil 3 verbunden ist, der durch die Keilnut 10 des Spannelementes 2 und die durchgehenden Nuten 13 des Druckelementes 1 hindurchgeführt ist.

Jedoch ist in dieser Einrichtung die axiale Gewindebohrung 17 der Muffe 16 mit einem Durchmesser ausgeführt, der beträchtlich größer als der Durchmesser der Stiftschraube 8 der Verbindung ist, derart, daß in ihr die Zwischenmuffe 32 untergebracht werden kann. Die Zwischenmuffe 32 (F i g. 6) ist als Becher mit Schraubengewinde an der Innenfläche und Elementen 33 (Vorsprüngen und Nuten) einer Bajonettverbindung (vom Gewindetyp) an der Außenfläche ausgebildet. An der Stirnseite der Muffe 32 ist ein zylindrischer axialer Endzapfen 34 mit einem kegeligen Ende und einem z. B. sechskantigen Ansatz 35 für den Schlüssel ausgeführt, vermittels dessen das Aufschrauben der Zwischenmuffen 32 auf das Ende der Stiftschraube 8 der Verbindung

vorgenommen wird.

In den Hohlraum der Zwischenmuffe 32 wird eine der Buchse 24 (Fig.4) ähnliche auswechselbare Gewindebuchse 38 für verschiedene Gewindedurchmesser der Stiftschrauben 8 eingeschraubt und entsprechend mittels der Schraube 37 festgestellt. Möglich ist jedoch eine Variante, bei der auf das Ende der Stiftschraube 8 die Zwischenmuffe 32 ohne Buchse aufgeschraubt wird (diese Variante ist nicht dargestellt).

Zum raschen Einführen und Fixieren der Zwischenmuffe 32 (F i g. 6) in der Einrichtung ist in der Muffe 16 des Spannelementes 2 ein Axialkanal 39 für den Endzapfen 34 der Zwischenmuffe 32 ausgeführt, und an der Innenfläche der Muffe 16 sind Elemente der Bajonettverbindung ausgebildet, die den Elementen 33 der Bajonettverbindung der Zwischenmuffe 32 entsprechen, wobei die Bajonettverbindung von der Art einer Klauenverbindung ausgeführt sein kann. An der Stirnseite des Schaftes 11 des Spannelementes 2 ist eine Zwischenlage 40 aus Gummi angeordnet, die einen Dämpfer bei der Einführung der Zwischenmuffe 32 in die Muffe 16 darstellt. Zum Drehen der Muffe 16 um einen bestimmten Winkel und vollständigen Schließen (Schloßverbindung) der Muffe 16 des Spannelementes mit der Zwischenmuffe 32 ist an der Muffe 16 ein Handgriff 41 befestigt, der durch eine öffnung 42 des Druckelementes 1 hindurchragt.

In Übereinstimmung mit einer solchen Ausführungsvariante der Einrichtung verläuft die Schraube 27 des Schraubentriebs 5 entlang der Achse des Kraftübertragungskeils 3 parallel zu seiner geradlinigen Arbeitsfläche 12 und ist an der Stirnfläche 43 seiner kleineren Seite mitttels einer Gewindeverbindung 44 und eines Stiftes 45 befestigt.

Die Drehung der Schraube 27 erfolgt mittels eines Hebels mit Sperrwerk (nicht dargestellt) einer Mutter 46 und Drucklagern 47. Die Mutter 46 mit den Drucklagern 47 befindet sich im Innenraum eines Gehäuses 48, das mittels eines Kragstücks 49 am Druckelement 1 befestigt ist.

Zwischen dem Spannelement 2 und dem Druckelement 1 sind im Anordnungsbereich des Kraftübertragungskeils 3 Einsatzstücke 50 angeordnet, und zwischen der Muffe 16 und dem Druckelement 1 ist ein Ring 51 aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi, untergebracht. Der Ring 51 dient als Führung für die Muffe 16.

Für einen ständigen Kontakt der geneigten Oberflächen des Kraftübertragungskeils 3 und des Spannelementes beim Aufsetzen der Einrichtung auf die Stiftschraube 8 der Verbindung ist das Druckelement 1 aus zwei Teilen la und \b ausgeführt, die mittels einer Gewindeverbindung 52 miteinander verbunden sind. Hierbei ist im Teil la eine öffnung 42 (Fig. 7) zur Aufnahme des Hebels 41 der Muffe 16 ausgeführt, während im Teil 16 öffnungen 53 (Fig.6) für den Zugang zur Mutter 9 der Verbindung vorgesehen sind, welche den öffnungen 22 (Fig.3) ähnlich ausgeführt sind. Nach dem Aufsetzen der Einrichtung auf die Zwischenmuffe 32 (Fig.6) und dem Schließen der Bajonettverbindung dreht man den Teil \b des Druckelementes 1 bis zum vollständigen Kontakt mit der Oberfläche des Teils 7 der Verbindung. Zur Drehung des Teils \b des Druckelementes kann man dasselbe Werkzeug wie zur Drehung der Mutter 9, beispielsweise ein Windeisen, verwenden.

Gemäß F i g. 8,9 besitzt der Teil 1 b des Druckelementes 1 einen Kugelzapfen 54, bei welchem der Mittelpunkt der Kugel oder der Radius R der Kugel sich auf der Achse der Muffe 16 und des Gewindestücks — der Stiftschraube 8 — befindet. Hierbei ist der Kugelzapfen 54 mit dem Teil \b des Druckelementes 1 über eine elastische Einlage 55 (F i g. 9) verbunden, die so, wie dies in F i g. 9 dargestellt ist, oder auf eine beliebige andere Weise festgehalten wird, was den Einfluß möglicher Schiefstellungen bei gekrümmter Achse des Gewindestücks 8 auszuschließen gestattet.

Zur Verminderung des Reibungskoeffizienten sind die Oberflächen der Einsatzstücke 26 (Fig.8), die mit den Oberflächen des Kraftübertragungskeils 3 kontaktieren, von Nadelrollen 56 gebildet. Hierbei ist zur Vereinfachung der Herstellungstechnologie der Einrichtung die Keilnut 10 des Spannelementes 2 durch den geneigten Einsatz des Spannelementes und das Einsatzstück 26 gebildet, das eine sich verjüngende Form hat, wie dies F i g. 8 zeigt, und den Kontakt mit dem Keil 3 gewährleistet. Die geneigte Oberfläche des Einsatzstücks 26, die von den Nadelrollen 56 gebildet ist, kontaktiert mit der geneigten Oberfläche des Kraftübertragungskeils 3. Hierbei ist zur Erzeugung eines ständigen Kontaktes der Oberfläche der Einsatzstücke 26 und des Kraftübertragungskeils 3 an dem Druckelement 1 eine Feder 57 montiert, die flach oder spiralförmig ist, deren Wirkung nach der Seite des Keils gerichtet ist. Das freie Ende der Feder 57 steht mit dem Spannelement 2 in ständiger Berührung, so daß das Spannelement 2 in Richtung des Kraftübertragungskeils 3 abgefedert ist.

Zur Verringerung der Abmessungen der Einrichtung wird die Schraube 27 des Schraubentriebs 5 gemäß F i g. 8 im Kraftübertragungskeil 3 untergebracht.

Dabei ist im Kraftübertragungskei! 3 parallel zu seiner Arbeitsfläche 12 ein durchgehender Kanal 58 ausgeführt, in dem die Schraube 27 des Schraubentriebs 5 untergebracht ist. Das aus dem Kanal 58 herausragende Ende der Schraube 27 befindet sich in einer Lagereinheit 59 (Lager), die in einem auf dem Druckelement 1 angebrachten Gehäuse 60 montiert ist, wobei die Lagereinheit 59 im Gehäuse 60 auf einem selbsttätig einstellbaren Spurlager 61 angeordnet ist.

Die Schraube 27 ist mit einem Kugel-Schrauben-Mechanismus der bekannten Konstruktion versehen, der eine in der Schraube 27 ausgeführte Schraubennut 62, eine im Kraftübertragungskeil 3 ausgeführte Umleitungsnut 63 und in der Schraubennut 62 und der Umleitungsnut 63 angeordnete Kugeln 64 einschließt. Der Kugel-Schrauben-Mechanismus mit der Umleitungsnut 63 kann in einer separaten Fassung ausgeführt sein, die im Kraftübertragungskeil angeordnet wird (nicht abgebildet).

Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet folgenderweise.

Die Mutter 9 (Fig. 1) der Gewindeverbindung (Flanschverbindung) wird von Hand auf das mit Gewinde versehene Befestigungsteil — die Stiftschraube 8 — dieser Verbindung so aufgeschraubt, daß aus der Mutter 9 das Ende der Stiftschraube 8 herausragt. Hiernach wird die erfindungsgemäße Einrichtung angesetzt, derart, daß die Mutter 9 und das Ende der Stiftschraube 8 vom Druckelement 1 der Einrichtung umfaßt sind. Durch die öffnung 22 des Druckelementes setzt man in die Aussparung 21 der Muffe 16 einen Schlüssel 65 oder ein Windeisen ein, und durch Drehung des letzteren dreht man die Muffe 16 um ihre Achse und schraubt sie auf das Ende der Stiftschraube 8 auf. Wenn der Innendurchmesser der Muffe 16 dem Durchmesser

der Stiftschraube 8 nicht entspricht, schraubt man in die Muffe 16 die Buchse 24 (F i g. 4) ein, die man gemeinsam mit der Muffe 16 auf das Ende der Stiftschraube 8 aufschraubt. Der Kraftübertragungskeil 3 wird mittels der Schraube 27 teilweise aus der Keilnut des Spannelementes 20 so herausgeführt, daß sich zwischen den geradlinigen Arbeitsflächen 12 des Kraftübertragungskeils 3 und der Nut 10 des Spannelementes 2 ein Spielraum 15 bildet. Nachdem man sieh davon überzeugt hat, daß eine Muffe 16 ohne Buchse oder zusammen mit der Buchse 24 zuverlässig am Ende der Stiftschraube 8 befestigt ist, führt man den Kraftübertragungskeil 3 durch Drehung der Schraube 27 in die Keilnut 10 des Spannelementes 2 ein. Hierbei führt der Kraftübertragungskeil 3, der sich an der geneigten Oberfläche der Keilnut 10 des Spannelementes 2 über den Schaft U, die Muffe 16 und die Buchse 24 abstützt, die Dehnung der Stiftschraube 8 aus. Der Kraftübertragungskeil 3 wirkt mit seiner geradlinigen Arbeitsfläche 12 auf das Druckelement 1 ein und schließt die Möglichkeit einer Verschiebung des Flansches (des Teils 7 der Verbindung, an welchem sich das Druckelement abstützt) aus.

Die Schraube 27 wird so lange gedreht, bis an der Belastungsskala 31 der Wert der rechnerischen Axialkraft längs der Stiftschraube 8 erreicht ist, wobei die Belastungsskala vorläufig geeicht wird. Hiernach wird über die öffnung 22 des Druckelementes die Mutter 9 der Gewindeverbindung endgültig nachgezogen. Die Gewindeverbindung ist somit festgezogen. Notwendigenfalls läßt sich das Festziehen wiederholen. Nach dem Festziehen einer Stiftschraube wird die Muffe 16 zusammen mit der Buchse 24 von der Stiftschraube 8 abgeschraubt und die gesamte Einrichtung auf eine nächstfolgende Gewindeverbindung übertragen.

Die Arbeit der Einrichtung mit mehreren Zwischenmuffen 32 (Fig. 6, 8) erfolgt nach dem vorläufigen Aufschrauben der Zwischenmuffen 32 auf eine Reihe von Gewindeteilen (Stiftschrauben) der Verbindung. Danach wird an eine dieser Zwischenmuffen 32 die erfindungsgemäße Einrichtung herangeführt, die Muffe 16 wird auf die Zwischenmuffe 32 aufgeschoben und mittels des Handgriffes 41 bis zum vollständigen ίο Schließen der Elemente 33 der Bajonettverbindung gedreht. Die Einrichtung ist auf die Arbeit vorbereitet, die in der vorbeschriebenen Weise durchgeführt wird. Nach dem Festziehen der Gewindeverbindung dreht man den Handgriff 41 in umgekehrter Richtung, und die Bajonettverbindung der Muffe 16 mit der Zwischenmuffe 32 wird gelöst. Nach der Abnahme der Einrichtung wird die Zwischenmuffe 32 von der festgezogenen Stiftschraube abgeschraubt und an einer Stiftschraube angebracht, die festgezogen werden muß, und der Prozeß wiederholt sich bis zum vollständigen Festziehen der gesamten Verbindung.

Die Drehung der Schraube 27 zur Verschiebung des Kraftübertragungskeils 3 kann mittels eines Schlüssels 66 (Fi g. 5) mit Sperrwerk oder mittels eines Getriebes

2t mit Handgriff bewerkstelligt werden. Da an den meisten Flanschverbindungen von z. B. Hochdruckgefäßen Metallzwischenlagen aus Kupfer, niedriggekohltem Stahl u.dgl. vorgesehen werden, werden die Größe des Andrucks der Zwischenlage und folglich die Größe der

jo Dehnung der Stiftschraube gering sein und höchstens 1—3 mm betragen. Infolgedessen beträgt der Hub des Kraftübertragungskeiles 20 — 40 mm bei Neigungswinkeln des Keils von 1 — 5°.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Festziehen von Grobgewindeverbindungen, die ein Druckelement, das sich an einem der zu verbindenden Teile abstützt, und ein Spannelement enthält, das am Gewindeteil der Verbindung befestigt wird und eine Keilnut aufweist, in welcher sich ein auf das Druckelement einwirkender und eine Spannung des Gewindeteils erzeugender Kraftübertragungskeil befindet, dessen Schraubentrieb am Druckelement angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (1) aus einem hohlen Gehäuse besteht, in dem durchgehende Nuten (13) gleichachsig zur Keilnut (10) eingearbeitet sind und das Spannelement (2) untergebracht ist, welches eine drehbar um ihre Achse montierte Muffe (16) trägt, die eine axiale Gewindebohrung (17) zu ihrer Befestigung am Gewindeteil der Verbindung besitzt, wobei im Druckelement (1) im Anordnungsbereich der Muffe (16) öffnungen (22) ausgeführt sind, und die Wände der gleichachsig zur Keilnut (10) des Spannelementes angeordneten durchgehenden Nuten (13) eine Führung für die geradlinige Arbeitsfläche (12) des Kraftübertragungskeils (3) bilden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der axialen Gewindebohrung (17) der Muffe (16) eine auswechselbare Gewindebuchse (24) untergebracht ist, und an der Außenfläche der Muffe (16) Aussparungen (23) ausgeführt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Zwischenmuffe (32) besitzt, die nach ihrem vorläufigen Aufschrauben auf das Gewindeteil in der Axialbohrung(17)der Muffe (16) des Spannelementes (2) untergebracht und in derselben mittels einer Bajonettverbindung befestigbar ist, wobei die Zwischenmuffe (32) einen zylindrischen axialen Endzapfen (34) mit einem Ansatz (35) für einen Schlüssel besitzt, und die Muffe (16) des Spannelementes einen Axialkanal (39) für den Endzapfen (34) der Zwischenmuffe (32) und einen Handgriff (41) aufweist, der durch die Öffnung (42) des Druckelementes hindurchragt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannelement (2) und dem Druckelement (1) im Anordnungsbereich des Kraftübertragungskeils (3) ein Einsatzstück (50) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Keilnut (10) des Spannelementes (2) und in den gleichachsig zu ihr angeordneten durchgehenden Nuten (13) des Druckelementes (1) Einsatzstücke (26) untergebracht sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Einsatzstücke (26), die mit den Oberflächen des Keilübertragungskeils (3) kontaktieren, von Nadelrollen (56) gebildet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (1) aus zwei Teilen (la und \b) gebildet ist, die mittels einer Gewindeverbindung (52) miteinander verbunden sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (\b) des Druckelementes (1), der sich an einem der zu verbindenden Teile abstützt, einen Kugelzapfen (54) besitzt, bei welchem der Mittelpunkt der Kugel sich auf der Achse der Muffe (16) und des Gewindeteils abstützt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelzapfen (54) mit dem Druckelement (1) über eine elastische Einlage (55) verbunden ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftübertragungskeil (3) parallel zu seiner geradlinigen Arbeitsfläche (12) ein durchgehender Kanal (58) ausgeführt ist, wobei die Schraube (27) des Schraubentriebs (5) im durchgehenden Kanal (58) des Kraftübertragungskeils (3) untergebracht und mit einem Kugel-Schrauben-Mechanismus versehen ist, und die Lagereinheit (59) der Schraube (27) mit einem selbsttätig einstellbaren Spurlager (61) ausgeführt ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (2) in Richtung des Kraftübertragungskeils abgefedert ist.