DE3237324C2

DE3237324C2 -

Info

Publication number: DE3237324C2
Application number: DE19823237324
Authority: DE
Inventors: Hans-Bernd Mierbach; Dieter Bartmann; Olaf 5300 Bonn De Blockisch
Original assignee: Hdf-Flexitallic 5093 Burscheid De GmbH
Current assignee: HDF-FLEXITALLIC GMBH, 5093 BURSCHEID, DE
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1989-04-13
Also published as: DE3237324A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Vorspanngerät für eine Schraubenverbindung, insbesondere eine hydraulische Schraube, Hydraulikmutter oder hydraulische Schraubenspann vorrichtung,
mit einem Gehäuse, in dem eine axiale Zylinderbohrung vorge sehen ist,
mit einem Ringspannkolben, der abgedichtet und zwischen einer Ausgangsstellung und einer Spannposition axial verschiebbar in der Zylinderbohrung geführt ist, und
mit einem durch den Ringspannkolben und das Gehäuse begrenzten Druckmittelraum, der über einen im Gehäuse ausgebildeten Kanal mit einem an der Außenseite des Gehäuses befindlichen Anschluß für ein externes Hydraulikaggregat verbunden ist.The invention relates to a hydraulic pre-tensioning device for a screw connection, in particular a hydraulic screw, hydraulic nut or hydraulic screw tensioning device,
with a housing in which an axial cylinder bore is provided,
with an annular clamping piston, which is sealed and axially displaceable in the cylinder bore between a starting position and a clamping position, and
with a pressure medium chamber delimited by the annular tensioning piston and the housing, which is connected via a channel formed in the housing to a connection for an external hydraulic unit located on the outside of the housing.

Derartige hydraulische Vorspanngeräte ermöglichen das Anziehen einer Schraubenverbindung durch Längen einer Schraube und somit praktisch ohne Torsion und Reibungskräfte der Schraube. Das hydraulische Vorspanngerät der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE-PS 26 35 678 oder dem Fortschritt- Bericht der VDI-Zeitschriften "Die Verbindung von Schrauben mit großen Gewindedurchmessern", Autor Dr. F. Krass, bekannt.Such hydraulic pretensioners enable tightening a screw connection by lengthening a screw and thus practically without torsion and frictional forces of the screw. The hydraulic pretensioner of the type mentioned is for example from DE-PS 26 35 678 or the progress Report of the VDI magazines "The connection of screws with large thread diameters ", author Dr. F. Krass, known.

Bei den an ein externes Hydraulikaggregat anzuschließenden hydraulischen Vorspanngeräten der eingangs genannten Art muß dafür gesorgt werden, daß der Ringspannkolben nicht über die vollständige Spannposition hinaus axial verscho ben wird. Dies kann dadurch auftreten, daß der Ringspann kolben vor Beginn eines Spannvorgangs nicht in die Ausgangs stellung zurückgedrückt wurde und ein bereits teilweise oder auch vollständig ausgefahrener Ringspannkolben hydraulisch bei Arbeitsdruck beaufschlagt wird. In diesem Fall wird der Ringspannkolben zumindest teilweise aus dem Gehäuse des Vor spanngerätes herausgedrückt. Dadurch können die Dichtungen beschädigt werden, mechanische Abdeckungen auf der Spann seite des Vorspanngerätes werden, soweit vorhanden, wegge drückt und der Druckmittelraum muß nach erfolgtem Wieder einsetzen des Ringspannkolbens normalerweise entlüftet werden. Eine weitergehende Beschädigung des Vorspanngerätes ist insgesamt nicht auszuschließen.For those to be connected to an external hydraulic unit hydraulic prestressing devices of the type mentioned care must be taken to ensure that the ring tensioning piston does not axially displaced beyond the full clamping position will. This can occur because the ring span do not piston into the output before the start of a tensioning process position has been pushed back and one already partially or also fully extended ring tensioning piston hydraulically is applied at working pressure. In this case the Annular piston at least partially from the housing of the front the tensioner pushed out. This allows the seals be damaged, mechanical covers on the instep side of the pretensioner, if available, wegge presses and the pressure medium chamber must be done after the re-operation the ring piston is normally vented will. Further damage to the pretensioner cannot be ruled out altogether.

Ähnliche Probleme treten auf, wenn eine Schraubenverbindung während des Anziehens reißt und der Ringspannkolben beauf schlagt von dem durch das externe Hydraulikaggregat bereit gestellten Druck aus der Zylinderbohrung herausgedrückt wird.Similar problems occur when a screw connection tears during tightening and the ring clamping piston is actuated strikes ready by the external hydraulic unit set pressure is pushed out of the cylinder bore.

Aus der DE-OS 24 30 073 ist ein Arbeitszylinder bekannt, bei dem mit Abstand vom Zylinderboden eine Entlastungsbohrung vor gesehen ist, die in einen überdrucklosen Raum führt, beispiels weise in ein unter Atmosphärendruck stehendes Auffanggefäß. Der Abstand der Entlastungsbohrung vom Zylinderboden entspricht dem maximal zulässigen Hub. Die Entlastungsbohrung wird freigegeben, wenn der Kolben so weit ausgefahren ist, daß er den maximal zu lässigen Hub erreicht. Unterhalb dieses maximal zulässigen Hubs ist die Entlastungsbohrung durch den Kolben verschlossen.A working cylinder is known from DE-OS 24 30 073, at a relief bore at a distance from the cylinder bottom is seen, which leads to a room without pressure, for example in a collecting vessel under atmospheric pressure. The Distance of the relief bore from the cylinder base corresponds to that maximum permitted stroke. The relief hole is released when the piston is extended to the maximum relaxed stroke reached. Below this maximum permitted stroke the relief bore is closed by the piston.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten hydraulischen Vorspanngeräte der eingangs ge nannten Art zu vermeiden und diese Vorspanngeräte dahingehend weiterzuentwickeln, daß ein versehentlich zu weites Heraus fahren des Kolbens über die vollständige Spannposition hinaus nicht auftreten kann, so daß eine Beschädigung des Vorspann gerätes auch bei Fehlbedienung, Bruch einer Schraubenverbin dung oder dergl. auszuschließen ist. Proceeding from this, it is an object of the invention to address the disadvantages the known hydraulic pretensioners of the beginning ge to avoid the type mentioned and these pretensioners evolve that an accidentally too far out move the piston beyond the full clamping position cannot occur, so that damage to the leader device even in the event of incorrect operation, breakage of a screw connection dung or the like.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Abblaskanal, dessen eines Ende sich an der Außenseite des Gehäuses befindet und dessen anderes Ende im Druckmittelraum oder im Kanal mündet, und der eine von der Position des Ringspannkolbens abhängige Absperrung aufweist, die den Abblaskanal lediglich bei in vollständig ausgefahrenem Spannzustand befindlichem Ring spannkolben freigibt, und durch ein im Abblaskanal als Ab sperrung vorgesehenes, normalerweise geschlossenes Ventil, dessen Schließkörper über eine Mitnehmereinrichtung, ins besondere eine Schleppkupplung, mit dem Ringspannkolben mecha nisch so verbunden ist, daß dieser innerhalb des letzten Teil stücks seines Weges in die vollständige Spannposition den Schließkörper von seinem Ventilsitz bewegt, wodurch der Ab blaskanal freien Durchlaß hat.This problem is solved by a blow-off duct, the one end is on the outside of the housing and the other end of which opens into the pressure medium space or into the channel, and the one depending on the position of the ring tensioning piston Shut-off that only the blow-off channel in ring fully extended releases the tensioning piston, and by a in the blow-off channel as Ab blocking provided, normally closed valve, whose closing body via a driver device, ins especially a drag clutch with the ring tensioning piston mecha nisch is so connected that this within the last part piece of his way to the full clamping position Closing body moves from its valve seat, causing the Ab blow channel has free passage.

Diese Kolbensicherung arbeitet hydraulisch. Sobald der Ring spannkolben bei seiner Ausfahrbewegung eine bestimmte Extrem position, die hier vollständige Spannstellung genannt wird, erreicht hat, öffnet die Mitnehmereinrichtung das normaler weise geschlossene Ventil, wodurch der Abblaskanal frei ist, so daß sich der Druck im Druckmittelraum abbauen kann. Eine weitere Bewegung des Hydraulikkolbens in Ausfahrbewegung ist dann nicht mehr möglich.This piston lock works hydraulically. Once the ring tension piston during its extension movement a certain extreme position, which is called the full clamping position here, has reached, the driver device opens the normal wise closed valve, whereby the blow-off channel is free, so that the pressure in the pressure medium space can decrease. A further movement of the hydraulic piston is in the extension movement then no longer possible.

Die erfindungsgemäße und hydraulisch arbeitende Sicherung des Ringspannkolbens gegen zu weites Ausfahren läßt sich einfach aufbauen und sichert den Ringspannkolben auch bei krasser Fehlbedienung, beispielsweise bei Anschluß eines nicht auf eine Schraubenverbindung aufgesetzten Vorspanngerätes. Durch die automatisch arbeitende Kolbenrückstellung ist gewähr leistet, daß der Ringspannkolben auch nach Erreichen des voll ständigen Spannzustandes wieder in seine Ausgangsstellung zu rück bewegt wird, so daß das Vorspanngerät wieder einsetzbar ist. The inventive hydraulic working of the The ring piston can be easily prevented from extending too far build up and secure the ring tensioning piston even in crass Incorrect operation, for example when one is not connected a screw connection attached pretensioner. By the automatic piston reset is guaranteed performs that the ring piston even after reaching the full constant tension state back to its starting position is moved back so that the pretensioner can be used again is.

Der Abblaskanal ist axial als Verlängerung der Zylinder bohrung ausgeführt.The blow-off duct is an axial extension of the cylinder bore executed.

Der Abblaskanal mündet vorzugsweise innerhalb des Druckmittel raums, er kann aber auch in den den Druckmittelraum mit dem äußeren Anschluß verbindenden Kanal münden. Dieser Kanal und der Abblaskanal sind im Profil jeweils so groß gewählt, daß auch bei maximaler Förderleistung eines äußeren Hydraulik aggregates nicht mehr Hydraulikflüssigkeit durch den Kanal in den Druckmittelraum strömen kann, als über den Abblaskanal ab fließt, so daß sich also bei geöffnetem Abblaskanal niemals ein höherer Druck im Druckmittelraum aufbauen kann.The blow-off channel preferably opens inside the pressure medium room, but it can also be in the pressure medium room with the outer connection connecting channel open. This channel and the blow-off channel are selected in the profile so large that even with the maximum output of an external hydraulic system no longer hydraulic fluid through the channel in aggregates can flow the pressure medium space than from the blow-off channel flows, so that when the blow-off duct is open, it never flows a higher pressure can build up in the pressure medium space.

Sehr vorteilhaft ist es, im Abblaskanal ein Rückschlagventil anzuordnen. Dadurch wird verhindert, daß über den Abblaskanal Luft angesaugt wird.It is very advantageous to have a check valve in the blow-off duct to arrange. This prevents the blow-off duct Air is sucked in.

Schließlich muß aus Sicherheitsgründen darauf geachtet werden, daß über den Abblaskanal nicht ein scharfer, feiner Druck mittelstrahl nach außen abgegeben werden kann, da er Verletzun gen hervorrufen könnte. Das Abblasen eines scharfen Strahls wird beispielsweise durch ein Rückschlagventil normalerweise verhin dert, es können aber auch geeignete Vorrichtungen vorgesehen sein, um den Abblasstrahl zu zerteilen, umzulenken oder an derweitig unschädlich zu machen.Finally, for security reasons, care must be taken that there is no sharp, fine pressure over the blow-off duct medium jet can be emitted to the outside as it is injured could cause gene. Blowing off a sharp jet will for example through a check valve changed, but suitable devices can also be provided to divide, divert or turn the blow-off to make them harmless.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is described below Reference to the drawing explained in more detail.

Sie zeigt in ihrer einzigen Figur einen Axialschnitt durch eine Hydraulikmutter mit ge steuertem Ventil. It shows in its only figure an axial section through a hydraulic nut with ge controlled valve.

Bei dem aus der Figur ersichtlichen hydraulischen Vorspann gerät handelt es sich um eine Hydraulikmutter. In bekannter Weise hat sie ein Gehäuse 20, das eine radiale Anlagefläche 22 und eine zu dieser rechtwinklig verlaufende, als Ringboh rung ausgeführte Bohrung 24 aufweist. In ihr ist ein Ring spannkolben 26 axial verschiebbar zwischen der in der Figur gezeigten Position und einer (nicht dargestellten) Spannpo sition angeordnet. In der Spannposition ist der Ringspann kolben 26 gegenüber der Ausgangsstellung um einen Kolben hub von wenigen Millimetern, typischerweise sechs bis zehn Millimetern, nach unten verschoben.The hydraulic pretensioner shown in the figure is a hydraulic nut. In a known manner, it has a housing 20 which has a radial contact surface 22 and a bore 24 running at right angles thereto and designed as a ring bore. In it a ring clamping piston 26 is axially displaceable between the position shown in the figure and a (not shown) Spannpo position. In the clamping position, the ring clamping piston 26 is shifted downward from the starting position by a piston stroke of a few millimeters, typically six to ten millimeters.

Durch die Zylinderbohrung 24 des Gehäuses 20 und den Ring spannkolben 26 wird ein ringförmiger Druckmittelraum 30 be grenzt, der über einen nicht dargestellten Kanal mit einem an der Außenseite des Gehäuses 20 befindlichen Anschluß für ein externes Hydraulikaggregat (nicht dargestellt) verbunden ist. 38 ist eine Dichtung. Im Druckmittelraum 30 herrschen beim Spannen des Ringspannkolbens 26 Arbeitsdrücke von mehre ren hundert bar.Through the cylinder bore 24 of the housing 20 and the ring clamping piston 26 , an annular pressure medium space 30 is limited, which is connected via a channel, not shown, to a connection located on the outside of the housing 20 for an external hydraulic unit (not shown). 38 is a seal. In the pressure medium chamber 30 , there are 26 working pressures of several hundred bars when the annular tensioning piston is tensioned.

Im Gehäuse 20 des Vorspanngerätes ist ein Abblaskanal 40 vor gesehen, dessen eines Ende 42 sich an der Außenseite des Ge häuses 20 befindet und dessen anderes Ende, im folgenden Öffnung 44 genannt, im Druckmittelraum 30 mündet.In the housing 20 of the biasing device, a blow-off channel 40 is seen before, one end 42 of which is located on the outside of the housing 20 and the other end, hereinafter called opening 44 , opens into the pressure medium chamber 30 .

Der Verlauf des Abblaskanals 40 ist unkritisch und kann be liebig gewählt werden. Er hat einen Durchmesser von bei spielsweise einem Millimeter. Üblicherweise reicht ein Ab blaskanal 40, es können jedoch auch mehrere vorgesehen sein. The course of the blow-off channel 40 is not critical and can be chosen arbitrarily. It has a diameter of, for example, one millimeter. From one blow duct 40 is usually sufficient, but several can also be provided.

Der Abblaskanal 40 ist axial angeordnet. Er verläuft in Ver längerung der Zylinderbohrung 24 bis hin zu der der Anlage fläche 22 gegenüberliegenden Ringfläche des Gehäuses 20. In ihm ist ein Ventil 50 angeordnet, das normalerweise geschlos sen ist. Es ist ähnlich dem Rückschlagventil 46 aufgebaut und hat als Schließkörper 52 ebenfalls eine Kugel, die durch ei ne Kegelfeder 54 in einen kegligen, durch eine spezielle Aus bildung des Abblaskanals 40 ausgeformten Ventilsitz 56 gedrückt wird. Die Kugel ist mit einem Stahlseil 58, beispielsweise Stahlcord, verbunden, das Teil einer im folgenden zu erläutern den Mitnehmereinrichtung 60 ist:The blow-off channel 40 is arranged axially. It extends in the extension of the cylinder bore 24 up to the surface 22 of the system opposite the annular surface of the housing 20th In it a valve 50 is arranged, which is normally closed. It is constructed similarly to the check valve 46 and also has a ball as the closing body 52 , which is pressed by a conical spring 54 into a conical, formed by a special formation of the blow-off channel 40 valve seat 56 . The ball is connected to a steel cable 58 , for example steel cord, which is part of the driver device 60 to be explained below:

Für diese ist in den Ringspannkolben 26 axial und von der Druckfläche 36 her ein Sackloch 62 eingearbeitet, an dessen Boden das Stahlseil 58 mittels einer Schraube 64 befestigt ist. Das Sackloch 62 hat eine Ausweitung, die den Sitz der kegelförmig gewickelten Schraubenfeder 54 bildet. Die Länge des Stahlseils 58 ist so bemessen, daß der Schließkörper 52 normalerweise in Anlage am Ventilsitz 56 gehalten wird, jedoch beim Ausfahren des Ringspannkolbens 26 in die vollständige Spannposition das Stahlseil 58 geradlinig verläuft und den Schließkörper 52 gegen den Druck des Hydraulikmittels im Druckmittelraum 30 vom Ventilsitz 56 weg bewegt, wodurch der Abblaskanal 40 frei ist.For this, a blind hole 62 is machined axially and from the pressure surface 36 in the ring tensioning piston 26 , to the bottom of which the steel cable 58 is fastened by means of a screw 64 . The blind hole 62 has an extension which forms the seat of the conically wound coil spring 54 . The length of the steel cable 58 is dimensioned such that the closing body 52 is normally held in contact with the valve seat 56 , but when the annular tensioning piston 26 is extended into the full clamping position, the steel cable 58 runs in a straight line and the closing body 52 against the pressure of the hydraulic medium in the pressure medium chamber 30 Valve seat 56 moves away, whereby the blow-off channel 40 is free.

Bei einem derartigen Ventil 50 muß sichergestellt sein, daß sich der Ringspannkolben 26 nicht gegenüber dem Gehäuse 20 verdrehen kann. Dies wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine automatisch arbeitende Rückstellvorrichtung 68 erreicht. Hierzu ist in einer Abstufung 70 des Ringspannkol bens 26 eine Gewindesackbohrung 72 vorgesehen, die mit einer Bohrung 74 im Gehäuse 20, welche sich zur Rückseite dieses Gehäuses 20 hin erweitert, fluchtet. In die Gewindesackbohrung 72 ist eine Imbusschraube 76 eingedreht, die mit ihrem Kopf nicht aus dem Gehäuse 20 ragt. Ihr Kopf übergreift einen Stapel Tellerfedern 78, die sich ihrerseits an der Erweiterung der Bohrung 74 abstützen.With such a valve 50, it must be ensured that the annular clamping piston 26 cannot rotate relative to the housing 20 . In the exemplary embodiment shown, this is achieved by an automatically operating reset device 68 . For this purpose, a threaded blind bore 72 is provided in a gradation 70 of the ring clamping piston 26 , which is aligned with a bore 74 in the housing 20 , which widens towards the rear of this housing 20 . An Allen screw 76 is screwed into the threaded blind bore 72 and its head does not protrude from the housing 20 . Her head overlaps a stack of disc springs 78 , which in turn are supported on the extension of the bore 74 .

Beim Ausfahren des Ringspannkolbens 26 aus der Ausgangsstellung in die Spannposition spannen sich die Tellerfedern 78 und drücken den Ringspannkolben 26 in die Ausgangsstellung zurück, sobald der Druck im Druckmittelraum 30 unterhalb eines Druckes liegt, der (in Gegenrichtung) durch die Tellerfedern 78 aufgebracht wird. Zweckmäßigerweise sind mehrere derartiger Rückstellvor richtungen 68 gleich verteilt angeordnet.When the annular tensioning piston 26 extends from the starting position into the tensioning position, the plate springs 78 tension and press the ring tensioning piston 26 back into the starting position as soon as the pressure in the pressure medium chamber 30 is below a pressure which is applied (in the opposite direction) by the plate springs 78 . Advantageously, several such Rückstellvor devices 68 are arranged equally distributed.

Die gezeigte Mitnehmereinrichtung 60 ist lediglich beispielhaft zu verstehen, andere Ausbildungen sind möglich. Anstelle eines Stahlseils 58 kann eine Kette vorgesehen sein, weiterhin sind ineinandergeführte Stangen oder dergleichen als Schleppkupplung möglich.The driver device 60 shown is only to be understood as an example; other designs are possible. Instead of a steel cable 58 , a chain can be provided, and rods or the like which are guided into one another are possible as a tow coupling.

Claims

1. hydraulic pre-tensioning device for a screw connection, in particular a hydraulic screw, hydraulic nut or hydraulic screw tensioning device,

with a housing in which an axial cylinder bore is provided,
- With an annular clamping piston which is sealed and axially displaceable in the cylinder bore between a starting position and a clamping position, and
with a pressure medium space delimited by the annular tensioning piston and the housing, which is connected via a channel formed in the housing to a connection for an external hydraulic unit located on the outside of the housing,

characterized by a blow-off duct ( 40 ),

- whose one end ( 42 ) is on the outside of the housing ( 20 ) and
- The other end (opening 44 ) in the pressure medium space ( 30 ) or in the channel ( 32 ) opens,
Which releases comprises the exhaust duct (40) only when in fully extended clamping condition befindlichem ring clamping piston (26), and, and the one of the position of the annular clamping piston (26) dependent barrier (50 26, 44) -

by a normally closed valve ( 50 ) provided in the blow-off channel ( 40 ) as a shutoff, the closing body ( 52 ) of which is mechanically connected to the annular tensioning piston ( 26 ) via a driver device ( 60 ), in particular a drag clutch, in such a way that it is within the last section of its way into the full clamping position the closing body ( 52 ) from its valve seat ( 56 ) moves, whereby the blow-off channel ( 40 ) has free passage.

2. Preloader according to claim 1, characterized in that the valve ( 50 ) in the annular piston ( 26 ) opposite wall of the housing ( 20 ) is arranged, that the closing body ( 52 ) is axially movable, and that with the slave device ( 60 ) on the pressure surface ( 36 ) of the ring clamping piston ( 26 ).

3. Biasing device according to claim 1 or 2, characterized in that a check valve ( 46 ) is arranged in the blow-off channel ( 40 ).