DE4324888C2 - Lastwechselzähler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lastwechselzähler an einer periodisch druckbeaufschlagten Betätigungsvorrichtung, insbesondere an einem hydraulischen Schraubenspannzylinder. Schraubenspannzylinder haben die Aufgabe, eine genau vorgegebene Vorspannkraft auf einen Schraubenbolzen auf zubringen, um die auf dem Schraubenbolzen angeschraubte Mutter anziehen oder lösen zu können. Hierzu wird der Schraubenspannzylinder auf das überstehende Gewinde oberhalb einer Mutter aufgeschraubt und danach der Schraubenspannzylinder unter hydraulischen Druck gesetzt. Das hat zur Folge, daß der Schraubenbolzen durch Längen gespannt wird. Die dabei auf die Schraubenbolzen aufgebrachten Kräfte sind außerordentlich hoch, wodurch der Schraubenspannzylinder und dessen Einzelteile sehr hoch beansprucht werden. Um zu vermeiden, daß diese hochbeanspruchten Einzelteile beim Spannen eines Schraubenbolzens brechen, weil wegen Überschreiten der von diesem Teil aufnehmbaren Lastwechselzahl ein Ermüdungsbruch eintritt, wird angestrebt, die durch Ermüdungsbruch gefährdeten Teile auszuwechseln, bevor ein solcher Ermüdungsbruch eintreten kann. Dieses trifft auch für das vorzeitige Auswechseln anderer Verschleißteile zu, wie z. B. die Dichtungen.

In der deutschen Offenlegungsschrift 35 12 568 ist demgegenüber ein Hubzähler für hin- und herbewegte Teile wie Kolbenstangen, Preßstempel beschrieben, die eine auf das Vorbeilaufen des bewegten Teiles ansprechende Fühleranordnung aus zwei in Bewegungsrichtung unter Abstand angeordneten Fühlern, die beide innerhalb des Hubintervalles liegen, aufweist, die mit einer damit verbundenen Auswerteschaltung zusammenwirken, die so wirkt, daß sie nur das Ausgangssignal eines der Fühler zum Zählen der Hübe durchlaufen läßt und zwar nur dann, wenn zuvor das Ausgangssignal des anderen Fühlers erhalten wurde.

Diese Anordnung dient dazu, ein zuverlässiges Zählen von Hüben zu erreichen, auch wenn der Hub infolge variierender Bewegungsbedingungen des hin- und herbewegtes Teiles schwankt, z. B. sich ändernden Reibungsverhältnissen oder unterschiedlich großen Lasten, die durch das Teil angetrieben werden. Zu diesem Zweck sind die beiden Fühler der Fühleranordnung von beiden Hubenden entfernt in einen Bereich des Arbeitshubes angeordnet, der auch bei Schwankungen der Bewegungsbedingungen mit Sicherheit durchquert wird. Damit gehen keine Hübe bei der Zählung verloren. Da dieser bekannte Hubzähler die Belastungsbedingungen nicht erfaßt, sondern ausdrücklich darauf angelegt ist, jeden Hub zu zählen, auch wenn der Hubweg schwankt, werden bei diesen bekannten Hubzählern auch Leerhübe mitgezählt, die jedoch hinsichtlich der Überwachung auf Ermüdungsbruch oder dem Verschleiß von Dichtungen keine Bedeutung haben. Aus diesem Grunde ist der bekannte Hubzähler als Lastwechselzähler für Betätigungsvorrichtungen der eingangs erwähnten Art weniger geeignet, da mit diesem Hubzähler mehr Hübe gezählt werden, als für das Auswechseln von hoch beanspruchten Einzelteilen, um einem Ermüdungsbruch zuvor zu kommen, tatsächlich gezählt werden müssen, so daß bei Verwendung des bekannten Hubzählers ein Auswechseln dieser Teile im allgemeinen und unnötigerweise zu früh erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lastwechselzähler zu schaffen, der nur die für das Auswechseln von durch Ermüdungsbruch gefährdeten, hoch beanspruchten Einzelteilen in Betracht zu ziehenden Druckbelastungen auf einfache Weise zählt, um die Möglichkeit zu haben, nach einer vorgebbaren Anzahl von Lastwechseln bestimmte, hoch beanspruchte Teile auszuwechseln.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird ein Lastwechselzähler vorgeschlagen, der erfindungsgemäß einen über einen Druckanschluß mit der Druckbeaufschlagung der Betätigungsvorrichtung verbundenen Zylinder, einen im Zylinder abgedichtet angeordneten, verschiebbaren Kolben und ein durch die axiale Kolbenbewegung weiterschaltbares Zählwerk aufweist. Das Zählwerk ist mit dem Kolben somit über einen Mechanismus gekoppelt, der die Linearbewegung des Kolbens in eine taktmäßige Drehbewegung des Zählwerks über ein Federelement, das entsprechend dem Kolbendurchmesser und dem hydraulischen Druck ausgelegt ist, umwandelt.

Bei dem erfindungsgemäßen Lastwechselzähler wird die periodische Druckbeaufschlagung der Betätigungsvorrichtung, die zu überwachen ist, dazu benutzt, um jedes Mal einen im Zylinder abgedichtet angeordneten Kolben zu verschieben. Die axiale Kolbenbewegung bewirkt ein Weiterschalten des Zählwerks, so daß jede Druckbeaufschlagung der Betätigungsvorrichtung, z. B. jedes Mal, wenn mittels eines Schraubenspannzylinders ein Schraubenbolzen gespannt wird, das Zählwerk weitergeschaltet wird.

Bevorzugterweise kann der Kolben an seiner dem Zählwerk zugewandten Stirnseite eine V-Nut und das Zählwerk einen gegenüber V-Nut verdrehten, entsprechenden Mitnehmerkeil aufweisen, wodurch der Mitnehmerkeil durch jede Axialbewegung des Kolbens um eine Zähleinheit des Zählwerks weitergedreht wird.

Besonders einfach läßt sich das Weiterschalten des Zählwerks durch die axiale Kolbenbewegung erreichen, wenn der Mitnehmerkeil gegenüber der V-Nut um etwa 36° verdreht ist, was einer Zehnerteilung auf dem Umfang einer Zählscheibe für die Zähleinheiten des Zählwerks entspricht, und das Zählwerk über ein federndes Klinkengesperre weiterdreht. Auf diese Weise wird die Einerscheibe des Zählwerks bei jedem Hub des Kolbens um eine Zähleinheit weitergeschaltet und springt, nachdem der Kolben nach der Druckentlastung in seine Ursprungsstellung zurückgekehrt ist, unter Federeinwirkung um etwa 36° zurück, so daß beim nächsten Kolben erneut eine Weiterschaltung um eine Zähleinheit bewirkt wird.

Wegen der hohen Drücke weist der erfindungsgemäße Lastwechselzähler ein massives, einstückiges Gehäuse auf. Um eine einfache Montage durchführen zu können, kann der Kolben zweiteilig ausgeführt sein, wovon der eine Teil abgedichtet in einer Bohrung eines Gehäuses geführt ist und mit einem Bund an einer Fläche einer Gehäuseausnehmung anliegt, während der andere Teil die V-Nut aufweist, koaxial drehgesichert im Gehäuse geführt und koaxial zum in einer weiteren Gehäuseausnehmung angeordneten, über ein seitliches Sichtfenster ablesbaren Zählwerk angeordnet ist. Dabei kann ein Federelement zwischen dem Bund und einer Gehäusefläche der Ausnehmung angeordnet sein, die den Kolben in seine Ursprungsstellung zurückführt, wenn Druckentlastung eintritt. Insbesondere kann das Federelement mit Bezug auf die Kolbenfläche so dimensioniert sein, daß das Zählwerk bei einem ganz bestimmten vorgebbaren Druck betätigt wird.

Die Gehäuseausnehmung, durch die der zweite Teil des Kolbens geführt ist, kann eine seitliche Öffnung zum Einsetzen der Druckfeder und parallele Endflächen zur Anlage des Kolbenbundes und der Druckfeder aufweisen. Des weiteren kann die Gehäuseausnehmung für das Zählwerk eine stirnseitige Öffnung und eine koaxiale Bohrung zum Einsetzen des zweiten Teils des Kolbens und des Zählwerks aufweisen und kann der zweite Teil des Kolbens durch eine in eine Längsnut radial eingreifende Schraube oder einen Stift drehgesichert sein.

Der erfindungsgemäße Lastwechselzähler stellt eine autonome Einheit dar und ist daher besonderes vorteilhaft auch zum Nachrüsten vorhandener Schraubenspannzylinder geeignet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Lastwechselzähler in der Ruhestellung ohne Druckbeaufschlagung,

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch den Wechselzähler bei Druckbeaufschlagung und

Fig. 3 eine Teilansicht des Lastwechselzählers mit Darstellung des Zählwerks in einem Sichtfenster des Gehäuses.

Der erfindungsgemäße Lastwechselzähler weist ein massives, quaderförmiges Gehäuse 1 auf, das mit einer Längsbohrung 2 versehen ist, die als Zylinderbohrung dient. Eine Querbohrung 3 dient als Druckanschluß an eine periodisch druckbeaufschlagte Betätigungsvorrichtung, insbesondere an einen hydraulischen Schraubenspannzylinder zum Anziehen und Lösen von großen Schrauben, der im einzelnen nicht dargestellt ist.

Eine Ausnehmung 4 ist seitlich in das Gehäuse 1 eingearbeitet und weist parallele Endflächen 5, 6 auf, die senkrecht zur Achse der Längsbohrung 2 stehen. Die Längsbohrung 2 setzt sich in einer koaxialen Bohrung 7 fort, die in eine vergrößerte Axialbohrung übergeht, die eine Ausnehmung 8 für ein darin eingesetztes Zählwerk 18 darstellt. Die Ausnehmung ist mit einem seitlichen Sichtfenster 9 zum Ablesen des Zählwerks 18 versehen. In der Längsbohrung 2 ist ein erster Kolbenteil 10 mittels einer Dichtung 11 abgedichtet geführt, in der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung liegt ein Bund 12 am ersten Kolbenteil 10 an der Endfläche 5 an. Ein zweiter Kolbenteil 13, der mit dem ersten Kolbenteil 10 verschraubt ist, durchquert koaxial zum ersten Kolbenteil 10 die Ausnehmung 4 und ist durch die Bohrung 7 geführt. Dieser zweite Kolbenteil 13 wird von einer Druckfeder 14 umgriffen, die sich einerseits am Bund 12 und andererseits an der Endfläche 6 der Ausnehmung 4 abstützt. Diese Druckfeder 14 dient dazu, die Kolbenteile 10 und 13 bei Druckentlastung der Bohrung 2 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zu führen.

Der Kolbenteil 13 ist im Gehäuse 1 drehgesichert geführt. Hierzu weist der Kolbenteil 13 eine Längsnut 15 auf, in die eine Schraube 16 radial eingreift.

Eine V-Nut 17 ist an der Stirnseite des Kolbenteils 13 angeordnet. Das Zählwerk 18 weist koaxial einen der V-Nut 17 entsprechenden Mitnehmerkeil 19 auf, der mit der V-Nut 17 zusammenwirkt. Das Zählwerk 18 ist mittels eines Flansches 20 mit dem Gehäuse 1 verschraubt. Ein Führungsstift 21 am Mitnehmerkeil 19 greift in eine Bohrung des Kolbenteils 13 ein und dient zur Führung des Mitnehmerkeils 19.

Der Mitnehmerkeil 19 ist gegenüber der V-Nut 17 aufgrund der Fertigungstoleranzen um etwa 36°, vorzugsweise etwas mehr als 36° verdreht, um mit Sicherheit ein Weiterschalten der Einerscheibe des Zählwerks um eine Zähleinheit zu erreichen. Wird die Bohrung 2 über die Querbohrung 3 druckbeaufschlagt, wenn der nicht dargestellte Schraubenspannzylinder zum Spannen eines Schraubenbolzens unter hydraulischen Druck gesetzt wird, verschiebt sich der Kolbenteil 1 mit dem Kolbenteil 13 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung. Dies bewirkt ein Verdrehen des Mitnehmerkeils 19 um etwa 36° und damit ein Weiterschalten der Einerscheibe des Zählwerks um eine Zähleinheit. Nachdem die Kolbenteile 10, 13 nach einer Druckentlastung der Bohrung 2 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückgelangt sind, wird der Mitnehmerkeil 19 durch eine Feder im Zählwerk 18 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückgedreht, wobei die Einerscheibe und die übrigen Scheiben des Zählwerks in ihrer Stellung verharren, da der Mitnehmerkeil 19 mit dem Zählwerk über ein federndes Klinkengesperre gekuppelt ist. Somit kann der nächste Zählvorgang durch Druckbeaufschlagung der Bohrung 2 wieder erfolgen.

In Fig. 3 ist ersichtlich, wie sich das Zählwerk 18 durch das Sichtfenster 9, das gegebenenfalls eine Glasschutzscheibe aufweisen kann, ablesen läßt.

Zur Montage des Lastwechselzählers wird als erstes der Kolbenteil 10 mit seiner Dichtung 11 in die Bohrung 2 eingesetzt. Diese Bohrung ist über die Ausnehmung 4 von der Seite her zugänglich. Danach wird die Druckfeder 14 ebenfalls von der Seite in die Ausnehmung 4 eingeführt. Diese Druckfeder kann ggf. von einem Schutzmantel umgeben sein und als zylindrische Schraubenfeder oder als Tellerfederpaket oder als Gummiblock ausgebildet sein.

Anschließend wird der zweite Kolbenteil 13 von der Stirnseite des Gehäuses 1 her durch die Ausnehmung 8 hindurch in die Bohrung 7 eingeführt und mit dem ersten Kolbenteil 10 verschraubt. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung wird der Kolbenteil 13 durch Einschrauben der Schraube 16, die in die Nut 15 eingreift, drehgesichert. Schließlich wird das Zählwerk 18 ebenfalls von der Stirnseite des Gehäuses 1 her in die Ausnehmung 8 eingeschoben und mittels eines am Zählwerk 18 angeordneten Flanschs 20 mit dem Gehäuse 1 verschraubt. Hiernach braucht der Lastwechselzähler nur noch über die Querbohrung 3 mit der druckbeaufschlagten Betätigungsvorrichtung, insbesondere einem hydraulischen Schraubenspannzylinder verbunden zu werden, um betriebsbereit zu sein.

Claims (7)

1. Lastwechselzähler an einer periodisch druckbeaufschlagten Betätigungsvorrichtung, insbesondere an eine hydraulischen Schaubenspannzylinder zum Anziehen und Lösen von großen Schrauben, mit

• - einem über einen Druckanschluß (3) mit der Druckbeaufschlagung der Betätigungsvorrichtung verbundenen Zylinder (2),
• - einem im Zylinder (2) abgedichtet angeordneten, verschiebbaren Kolben (10, 13) und
• - einem durch die axiale Kolbenbewegung weiterschaltbaren Zählwerk (18).

2. Lastwechselzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10, 13) an seiner dem Zählwerk (18) zugewandten Stirnseite eine V-Nut (17) und das Zählwerk (18) einen gegenüber der V-Nut (17) verdrehten, entsprechenden Mitnehmerkeil (19) aufweist, wodurch der Mitnehmerkeil (19) durch jede Axialbewegung des Kolbens (10, 13) um eine Zähleinheit des Zählwerks (18) weitergedreht wird.

3. Lastwechselzähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerkeil (19) gegenüber der V-Nut (17) um etwa 36° verdreht ist und das Zählwerk (18) über ein federndes Klinkengesperre weiterdreht.

4. Lastwechselzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben zweiteilig ausgeführt ist, wovon der eine Teil (10) abgedichtet in einer Bohrung (2) eines Gehäuses (1) geführt ist und mit einem Bund (12) an einer Fläche (5) einer Gehäuseausnehmung (4) anliegt, während der andere Teil (13) die V-Nut (17) aufweist, koaxial drehgesichert im Gehäuse (1) geführt ist und koaxial zum in einer weiteren Gehäuseausnehmung (8) angeordneten, über ein seitliches Sichtfenster (9) ablesbaren Zählwerk (18) angeordnet ist.

5. Lastwechselzähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (14) zwischen dem Bund (12) und einer Gehäusefläche (6) der Ausnehmung (4) angeordnet ist.

6. Lastwechselzähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseausnehmung (4), durch die der zweite Teil (13) des Kolbens geführt ist, eine seitliche Öffnung zum Einsetzen der Druckfeder (14) und parallele Endflächen (5, 6) zur Anlage des Kolbenbundes (12) und der Druckfeder (14) aufweist, die Gehäuseausnehmung (8) für das Zählwerk (18) eine stirnseitige Öffnung und eine koaxiale Bohrung (7) zum Einsetzen des zweiten Teils (13) des Kolbens und des Zählwerks (18) aufweist und der zweite Teil (13) des Kolbens durch eine in eine Längsnut (15) radial eingreifende Schraube (16) oder einen Stift drehgesichert ist.

7. Lastwechselzähler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (14) mit Bezug auf die Kolbenfläche so bemessen ist, daß ein Weiterschalten des Zählwerks (18) nur oberhalb eines vorgebbaren Drucks erfolgt.