DE3312788C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Spannvorrichtung, insbesondere für Klammerschrauben, nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Bei dieser aus der DE-AS 12 47 229 vorbekannten Spannvorrichtung der eingangs genannten Art ist eine Fixierung des erreichten Spannzustandes nicht möglich. Der Spannzustand wird also nur solange aufrechterhal­ ten, wie Druck im Druckmittelraum herrscht. Ringkalottenförmige Ab­ stützflächen zwischen einer Stützmutter und einer ersten Gegenfläche des Kolbens sind auch aus der DE-AS 21 46 608 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile der hydraulischen Spann­ vorrichtung der eingangs genannten Art zu vermeiden und diese Spannvor­ richtung dahingehend weiterzubilden, daß trotz einseitiger Belastung des Schraubbolzens, die ein Kippen des Kolbens zur Folge hat, so daß dieser nicht mehr exakt koaxial zur Zylinderbohrung steht, eine mecha­ nische Fixierung des Schraubbolzens durch eine Kontermutter möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Mittels der Kontermutter wird in an sich bekannter Weise er­ reicht, daß die hydraulisch erreichte Spannung des Schraubbol­ zens formschlüssig-mechanisch fixiert wird. Nach einem Spannvor­ gang und solange der hierfür benutzte hydrostatische Druck noch besteht, wird die Kontermutter gegen das Zylindergehäuse ge­ dreht, wodurch die Längung des Schraubbolzens auch bei Abfall des hydrostatischen Druckes erhalten bleibt. In vorteilhafter Ausbildung befinden sich die Krümmungsmittelpunkte der beiden Abstützflächen und der beiden Gegenflächen auf demselben Punkt der Achse der Vorrichtung.

Die Abstützflächen bzw. Gegenflächen können an den jeweiligen Teilen, also Stützmutter, Kolben, Zylindergehäuse und Kontermut­ ter selbst ausgebildet sein, sie können jedoch auch vorteilhaf­ terweise durch separate Ringscheiben erreicht werden, bei denen eine radial verlaufende Fläche durch eine Kugelfläche begrenzt ist. Dadurch wird die Herstellung der genannten Teile, also Stützmutter, Kolben, Zylindergehäuse und Kontermutter vereinfacht, weiterhin können spezielle Legierungen und Materialien für die Berührungsflächen verwendet werden, durch die eine günstige Ver­ stellung erreicht wird oder die eine besondere Härte aufweisen.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung hat das Zylindergehäu­ se eine untere, kugelig ausgebildete, ringförmige dritte Ab­ stützfläche, deren Kugelmittelpunkt ebenfalls auf der Achse der Vorrichtung liegt und der eine dritte, entsprechend gekrümmte, jedoch gegensinnig gewölbte Gegenfläche zugeordnet ist. Bei die­ ser Ausbildung ist die Spannvorrichtung ein separates Teil, das für beliebige Aufgaben eingesetzt werden kann.

In einer anderen, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Spannvorrichtung Teil einer Klammerschraube. Diese hat ein äußeres Gehäuse mit einem oberen Hakenbereich und ein in diesem verschiebbar geführtes Innenstück mit einem unteren Hakenbe­ reich. Das Zylindergehäuse ist ein einstückiges Teil des Gehäu­ ses, der Schraubbolzen ist ebenfalls ein vorzugsweise einstücki­ ges Teil des Innenstücks. Hierdurch wird eine kompakte, präzis spannbare Klammerschraube geschaffen, bei der eine Verbiegung des Schraubbolzens auftreten kann, ohne die Funktion der Klammer­ schraube zu beeinträchtigen. Die bei rein mechanischen Klammer­ schrauben auftretenden Probleme, zum Beispiel Streubereich der Vorspannkraft, manueller Arbeitsaufwand und gegebenenfalls Lärm beim Anziehen der Schraubenverbindung, werden vermieden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen gekennzeichnet. Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im folgenden unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Klammerschrau­ be mit integrierter hydraulischer Spannvor­ richtung entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Klammerschraube gemäß Fig. 1, teilweise angeschnitten,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine hydraulische Spannvorrichtung, die mit einer Klammer­ schraube kombiniert ist, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung und Schaltung mehrerer Klammerschrauben eines der gezeigten Ausführungsbeispiele für das Anziehen eines Flansches.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsbei­ spiel einer Klammerschraube ist eine hydraulische Spannvorrich­ tung in die Klammerschraube integriert. In bekannter Weise be­ steht die Klammerschraube aus einem äußeren Gehäuse 20, das zu­ gleich und zwar einstückig in seinem oberen Bereich ein Zylin­ dergehäuse 22 ausbildet und einen oberen Hakenbereich 24 hat, der eine obere Druckfläche 26 ausbildet. Im Gehäuse 20 ist ein Innenstück 28 geführt, das einen unteren Hakenbereich 30 mit einer unteren Druckfläche 32 umfaßt und in seinem in der Zeich­ nung oben liegenden Teilstück als Schraubbolzen 34 ausgebildet ist. Diese Teile 30 bis 34 sind einstückig miteinander verbunden. Das Innenstück 28 ist entlang einer Achse 36 gegenüber dem Ge­ häuse 20 verschiebbar. Über die beiden Druckflächen 26 und 32, die sich im gleichen radialen Abstand von dieser Achse 36 befin­ den, wird die von der Spannvorrichtung aufgebrachte Spannkraft in ein äußeres, nicht dargestelltes Teil eingeleitet.

Das Zylindergehäuse 22 hat in seinem unteren Bereich eine Durch­ gangsbohrung 38 für den Schraubbolzen 34. Der lichte Innendurch­ messer dieser Durchgangsbohrung 38 ist deutlich, beispielsweise 10 bis 20% größer als der Außendurchmesser des Schraubbolzens 34. Weiterhin hat das Zylindergehäuse 22 eine gestuft ausgeführte Zylinderbohrung 40, in der ein ebenfalls gestuft ausgebildeter Kolben 42 verschiebbar geführt ist. Auf den freien Endbereich 44 des Schraubbolzens 34 ist eine Stützmutter 46 aufgeschraubt, die mit einer ringförmigen, ersten Abstützfläche 48 flächig an einer ersten Gegenfläche 50 des Kolbens 42 anliegt. Über den Berührungsbereich diese Flächen 48, 50 wird die Spannkraft des Kolbens 42 auf die Stützmutter 46 und damit auf den Schraub­ bolzen 34 übertragen. Der Kolben 42 hat einen Durchlaß 52, der einen deutlich größeren lichten Innendurchmesser hat als das Maß des Außendurchmessers des Schraubbolzens 34. Der Unter­ schied beider Maße liegt bei beispielsweise 5 bis 20%. Die erste Abstützfläche 48 ist ein ringförmiger Teil einer Kugelfläche, deren Zentrum etwa in Höhe einer Betätigungsbohrung 54 der Stütz­ mutter 46.

Die Stützmutter ist mit einem Außengewinde 56 versehen, auf das eine Kontermutter 58 aufgeschraubt ist. Diese hat eine ringför­ mige zweite Abstützfläche 60, die ebenfalls einer Kugelfläche folgt und wie die erste Abstützfläche 48 konvex ausgebildet ist. Ihr entspricht eine konkave, zweite, kugelringförmige Gegenflä­ che 62 am oberen Rand 64 des Zylindergehäuses 22. In bevorzugter Ausführung befinden sich die Flächen 48, 50 und 60, 62 auf der­ selben Kugelfläche, wie in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt ist.

Der Kolben 42 hat einen ersten zylindrischen Bereich 66, der an einer Stufe in einen kleineren, zweiten zylindrischen Bereich 68 übergeht. Im Bereich der Stufe befindet sich ein Druckmittelraum, der in bekannter Weise über einen Kanal und einen äußeren An­ schluß (siehe Fig. 2) zugänglich ist. Zwei ringförmige Dichtun­ gen 72 sind in bekannter Weise in den Bereichen 66 bzw. 68 an­ geordnet.

Der Schraubbolzen 34 kann sich zwischen seiner Halterung in der Stützmutter 46 und einem Führungsbereich 74 im äußeren Gehäuse 20 verbiegen, also einen von der Achse 36 abweichenden Verlauf einnehmen, ohne daß die Funktion der Klammerschraube gemäß Fig. 1 und 2 dadurch beeinträchtigt wird. Wie aus diesen Figuren er­ sichtlich ist, erstreckt sich dieser mögliche Verbiegungsbereich über etwa 50% der Gesamtlänge des Schraubbolzens 34, so daß eine günstige Aufnahme von Momenten möglich ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2, im Unterschied ist jedoch die Spannvorrichtung als ein separates Teil ausgebil­ det, das grundsätzlich auch für andere Spannaufgaben einsetzbar ist, als die in Fig. 3 gezeigte Verwendung in einer Klammer­ schraube. Das äußere Gehäuse 20 der Klammerschraube umfaßt nicht mehr das Zylindergehäuse 22, vielmehr hat dieses Zylindergehäuse 22 eine untere kugelig ausgebildete, ringförmige dritte Ab­ stützfläche 76, deren Kugelmittelpunkt auf der Achse 36 liegt, und der eine entsprechend ausgebildete, jedoch gegensinnig ge­ wölbte dritte Gegenfläche 78 am oberen Rand des Gehäuses 20 zu­ geordnet ist. Dadurch kann - im Gegensatz zu dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel - die Spannvorrichtung gegenüber der Klammerschrau­ be um einen gewissen Winkel gekippt werden.

Fig. 4 schließlich zeigt eine Anordnung mehrerer Klammerschrau­ ben 80, die entlang einer Peripherie einer zu spannenden Flansch­ verbindung angeordnet sind. Die hydraulischen Spannvorrichtungen der einzelnen Klammerschrauben 80 sind in Serie geschaltet, über eine Vorlaufleitung 82 wird mittels eines Hydraulikaggregates das in den Leitungen befindliche Drucköl mit Druck beaufschlagt, der Druck kann an einem ersten Manometer 86 abgelesen werden. Sobald in einer Rücklaufleitung 88, in der ein zweites Manometer 90 angeordnet ist, derselbe Druck herrscht wie in der Vorlauf­ leitung 82, üben alle Klammerschrauben 80 praktisch die gleiche Spannkraft aus, durch Anziehen der Kontermuttern 58 kann der erreichte Spannzustand fixiert werden. Im Rücklauf ist ein Druck­ minderer 92 angeordnet.

Claims (4)

1. Hydraulische Spannvorrichtung, insbesondere für Klammerschrauben, mit

• - einem Zylindergehäuse (22), das eine Durchgangsbohrung (38) für einen zu spannenden Schraubbolzen (34) und eine Zylinderbohrung (40) aufweist,
• - einem in der Zylinderbohrung (40) geführten Kolben (42), der mit der Zylinderbohrung (40) einen Druckmittelraum (70) begrenzt und einen axialen Durchlaß (52) für den Schraubbolzen (34) aufweist, und
• - eine auf den freien Endbereich des Schraubbolzens (34) aufschraub­ bare und die Spannkräfte in den Schraubbolzen (34) einleitende Stützmutter (46), die in Gegenrichtung zum freien Endbereich eine ringförmige erste Abstützfläche (48) aufweist, die flächig an einer ersten Gegenfläche des Kolbens anliegt, Teil einer Kugelflä­ che ist, deren Krümmungsmittelpunkt auf der Achse (36) der Spann­ vorrichtung liegt und der eine entsprechend ausgebildete, um den­ selben Krümmungsmittelpunkt verlaufende Gegenfläche (50) der Stützmutter (46) zugeordnet ist,

wobei der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung (38) und des axia­ len Durchlasses (52) jeweils um ein eine Neigungsstellung zwischen Schraubbolzen (34) und Kolben (42) ermöglichendes Maß größer ist als der Außendurchmesser des Schraubbolzens (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmutter (46) ein Außengewinde (56) aufweist und von einer auf dieses Außengewinde (5) aufschraub­ baren Kontermutter (58) umgriffen wird und daß die Kontermutter (58) eine ringförmig zweite Abstützfläche (60) hat, die vorzugsweise konvex ist und Teil einer Kugelfläche ist, deren Mittelpunkt auf der Achse der Spannvorrichtung liegt und der eine entsprechend geformte, zweite Gegenfläche (62) am zum freien Endbereich (44) weisenden Rand (64) des Zylindergehäuses (22) zugeordnet ist.

2. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sie ein äußeres Gehäuse (20) mit einem oberen Hakenbereich (24) hat, daß das Zylindergehäuse (22) einstückiges Teil dieses Gehäuses (20) ist, daß in diesem Gehäuse (20) ein Innenstück (28) mit einem unteren Hakenbereich (30) verschiebbar geführt ist, und daß der Schraubbolzen (34) ein vorzugsweise ebenfalls einstückiges Teil des Innenstücks (28) ist.

3. Hydraulische Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sie ein äußeres Gehäuse (20) mit einem oberen Hakenbereich (24) hat, daß das Zylindergehäuse (22) eine untere kugelig ausge­ bildete, ringförmige dritte Abstützfläche (76) aufweist, deren Kugelmittelpunkt auf der Achse (36) liegt und der eine entsprechend ausgebildete, gegensinnig gewölbte dritte Gegenfläche (78) am oberen Rand des Gehäuses (20) zugeordnet ist.