DE4341707C3

DE4341707C3 - Hydraulische Gewindebolzenspannvorrichtung

Info

Publication number: DE4341707C3
Application number: DE4341707A
Authority: DE
Inventors: Frank Hohmann; Joerg Hohmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: DE4341707C2; DE4341707A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewindebolzenspannvor richtung, mit einem sich auf einem mittels eines Gewin debolzens und einer Mutter zu verspannenden Maschi nenteil abstützenden Zylinder, einem darin abgedichtet geführten, sich an einer auf ein Gewindeende des Ge windebolzens aufgeschraubten Gewindebuchse abstüt zenden Kolben.

Bekannte hydraulische Gewindebolzenspannvorrich tungen bestehen aus einem sich auf einem mittels eines Gewindebolzen und einer Mutter zu verspannenden Maschinenteil abstützenden Zylinder, in dem ein Kol ben abgedichtet geführt ist. Dieser Kolben stützt sich an einer auf ein Gewindeende des Bolzens aufgeschraub ten Gewindebuchse ab. Um den Bolzen zu dehnen, wird Hydrauliköl unter hohem Druck in den Raum zwischen dem Kolben und dem Zylinder eingebracht, so daß sich der Kolben verschiebt und dabei die auf das Gewinde ende des Gewindebolzens aufgeschraubte Gewinde buchse mitnimmt. Abhängig vom Druck und der Kol benfläche sowie vom Durchmesser des Gewindebolzens erfolgt eine Dehnung des Gewindebolzens, und eine zwischen dem Maschinenteil und der Gewindebuchse aufgeschraubte Mutter läßt sich torsionsmomentfrei bis zur Anlage am Maschinenteil von außen anziehen. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß eine mit einem Innensechskant versehene, über die Mutter gesteckte Buchse von außen über ein Zahnrad in Drehung ver setzt wird, das durch eine Öffnung im Zylinder eingreift oder dadurch, daß durch eine Öffnung im Zylinder mit tels eines Stiftes eine Drehung der Mutter bewirkt wird.

Diese bekannten hydraulischen Gewindebolzen spannvorrichtungen haben sich bewährt und lassen sich ein- oder mehrstufig gestalten, um die Kräfte aufzubrin gen, die für Gewindebolzen aller gängigen Größen er forderlich sind, um eine vorbestimmte Dehnung hervor zurufen.

Bei einer derartigen, aus der deutschen Gebrauchs musterschrift DE-GM 76 00 965 bekannten hydrauli schen Gewindebolzenspannvorrichtung ist eine Siche rung gegen Überlasten des Gewindebolzens vorgese hen, die darin besteht, daß ein Begrenzerring den Hub weg des Kolbens so beschränkt, daß der Gewindebol zen bei Anlage des Kolbens an den Begrenzerring kei nen weiteren Zuganstieg erfährt, so daß ein Reißen des Bolzens infolge Oberdehnens vermieden wird.

Bei diesen hydraulischen Gewindebolzenspannvor richtungen ist jedoch die Gewindebuchse ein hoch be anspruchter Teil, der nach einer gewissen Anzahl von Gewindebolzendehnungen im Bereich des Bolzenge windeendes abreißen kann. Da sich in einem solchen Fall das gesamte System schlagartig entspannt, kann der abgerissene Teil der Gewindebuchse, zusammen mit dem Kolben und dem Zylinder mit erheblicher Energie weggeschleudert werden und bedeutende Beschädigun gen an benachbarten Maschinenteilen sowie Verletzun gen der Bedienpersonen hervorrufen.

Bei der vorerwähnten bekannten hydraulischen Ge windebolzenspannvorrichtung ist eine Sicherung gegen Wegschleudern von Teilen der hydraulischen Gewinde bolzenspannvorrichtung, wenn die Gewindebuchse reißt, nicht vorhanden.

Demgegenüber zeigt eine in der deutschen Patent schrift DE-AS 12 97 557 beschriebene hydraulische Ge windebolzenspannvorrichtung eine Vorrichtung zum Schutz der Umgebung einer Hydraulikeinrichtung, die über ein Ende einer Schraube, z. B. Dampfturbinenge häuseschraube oder Kupplungsschraube gesetzt ist und mittels der die Schraube axial gedehnt werden soll, die aus einer über die Hydraulikeinrichtung gesetzte, in der Umgebung der Gewindebolzenspannvorrichtung befe stigten Schutzeinrichtung in Form einer von Haltestüt zen getragenen Schutzplatte besteht.

Bei dieser Schutzeinrichtung handelt es sich um einen Fangkorb, der die hydraulische Gewindebolzenspann vorrichtung übergreift und an zu dem zu spannenden Gewindebolzen benachbarten Gewindebolzen befestigt wird. Diese bekannte Schutzeinrichtung ist daher um ständlich in der Handhabung und weist einen erhebli chen Raumbedarf auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hy draulische Gewindebolzenspannvorrichtung der Ein gangs erwähnten Art so zu verbessern, daß bei einem Reißen der Gewindebuchse ein sicheres Abfangen des abgerissenen Teils sowie der davon mitgerissenen Teile der Gewindebolzenspannvorrichtung gewährleistet ist.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird eine hydraulische Gewindebolzenspannvorrichtung der ein gangs erwähnten Art mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 vorgeschlagen.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Gewindebuchse erfahrungsgemäß am äußersten Ende des über die Mutter vorstehenden Gewindeteils abreißt und somit ein Teil der Gewindebuchse sowie die Mutter aufgeschraubt auf dem Gewindeende verbleiben. Die ser auf dem Gewindeende verbleibende Teil der Gewin debuchse oder die Mutter wird nun dazu benutzt, die wegfliegenden Teile abzufangen, indem das Fangele ment am Zylinder oder am Kolben an dem dem Maschi nenteil zugewandten Ende der Gewindebuchse an der Mutter oder an einer Unterlegscheibe unter der Mutter zur Anlage kommt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich nung dargestellter Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine hydraulische Gewindebolzenspannvor richtung mit einer eine Kegelfläche an der Gewinde buchse hintergreifenden Kegelfläche am Kolben.

Ein Maschinenteil 1, das z. B. ein Flansch eines Ma schinengehäuses sein kann, soll mittels eines Gewinde bolzens 2 und einer darauf geschraubten Mutter 3 ver spannt werden. Um auf den Gewindebolzen 2 eine ge nau kontrollierbare Vorspannung aufzubringen und um Torsionsmomente von dem Gewindebolzen 2, die eine zusätzliche Belastung des Gewindebolzens 2 darstellen, fernzuhalten, wird die Mutter 3 zunächst nur von Hand bis zur Anlage an dem Maschinenteil 1 auf den Gewin debolzen 2 aufgeschraubt. Die Länge des Gewindebol zens 2 ist so bemessen, daß über die Mutter 3 ein freies Gewindeende 4 hervorsteht.

Die Gewindebolzenspannvorrichtung besteht aus ei nem Zylinder 7 mit einem darin mittels Dichtungen 9, 10 abgedichtet geführten Kolben 8, der einen Bund 6 an einer Gewindebuchse 5 untergreift. Diese Gewinde buchse 5 wird auf das freie Gewindeende 4 aufge schraubt bis der Zylinder 7 zur Anlage an dem Maschi nenteil 1 kommt. Auf das entgegengesetzte Ende des Zylinders 7 ist eine Kappe 16 aufgeschraubt.

Wird nun der Zylinderraum zwischen dem Zylinder 7 und dem Kolben 8 über einen Druckölkanal 11 mit Hy drauliköl beaufschlagt, wird der Gewindebolzen 2 mit einer Dehnkraft beaufschlagt, die durch die Axialbewe gung des Kolbens 8 über den Bund 6 auf die Gewinde buchse 5 und von dort auf das freie Gewindeende 4 aufgebracht wird. Die erforderliche Dehnung läßt sich vorherbestimmen und z. B. anhand des Abstandes zwi schen dem oberen Ende der Gewindebuchse 5 und der Kappe 16 messen. Wenn die erforderliche Dehnung er reicht ist, wird die Mutter 3 gegen den Maschinenteil 1 gedreht. Dies kann dadurch erfolgen, daß durch eine nicht dargestellte Öffnung im Zylinder 7 ein Stift einge bracht wird, mit dem sich die Mutter 3 drehen läßt. Ebenso ist es möglich, im Zwischenraum zwischen dem Zylinder 7 und der Mutter 3 einen Ring mit einem über die Mutter 3 gesteckten Innensechskant und mit einer Außenverzahnung anzuordnen, in den ein Zahnrad von außen durch eine Öffnung im Zylinder 7 eingreift, wo durch sich die Mutter 3 in Drehung versetzen läßt.

Reißt nun aufgrund von Ermüdung die Gewindebuch se 5 im Bereich des Endes des herausstehenden Gewin deteils 4, würden die Gewindebuchse 5 sowie ggf. auch der Kolben 8 gegen die Innenseite der Kappe 16 ge schleudert und aufgrund der großen Wucht auch noch den Zylinder 7 wegschleudern, wenn diese Elemente daran nicht durch eine radial nach innen vorspringende Kegelfläche 14, die eine entsprechende Kegelfläche 15 am Ende der Gewindebuchse 5 hintergreift, die am Gewinde ende 4 verbleibt, gehindert würden.

Durch diese Kegelfläche 14 in Verbindung mit dem auf dem Gewindeende 4 verbleibenden Teil der Gewindebuchse 5 wird somit mit Sicherheit ein Wegfliegen des abgeris senen Teils der Gewindebuchse 5, des Kolbens 8 und des Zylinders 7 verhindert.

In diesem Fall werden bereits der abgerissene Teil der Gewindebuchse 5 und der Kolben 8 abgefangen, wenn die Kegelfläche 14 am Kolben 8 zur Anlage an der Kegelfläche 15 am Ende der Gewindebuchse 5 gelangt. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich durch Reibung an den Kegelflächen 14, 15 sowie aufgrund einer elasti schen und/oder plastischen Ausweitung des Kolbenbe reiches bei der Kegelfläche 14 ein Energieverzehr, der eine erhebliche Stoßdämpfung bewirkt. Gegebenenfalls kann die Außenfläche des Kolbenbereiches bei der Ke gelfläche 14 ebenfalls kegelig gestaltet sein, um ein kon trolliertes Ausweiten und leichtes Ausbauen des Kol bens nach einer Verformung zu erreichen.

Selbstverständlich läßt sich der Zylinder 7 statt wie in Fig. 1 dargestellt der Kolben 8, in analoger Weise mit einer radial nach innen vorspringenden Ke gelfläche versehen, ohne daß damit von dem der Erfindung zugrundeliegenden Prinzip abgewi chen wird.

Die Einzelheiten der hydraulischen Gewindebolzen spannvorrichtung sind nur schematisch dargestellt, da diese an sich bekannt sind. Insbesondere ist jedoch noch darauf zu verweisen, daß für hohe aufzubringende Kräf te mehrere Kolben axial hintereinander angeordnet sein können, von denen sich einer oder mehrere mit Drucköl beaufschlagen lassen, um eine Anpassung an die gefor derten Kräfte vorzunehmen.

Claims

1. Hydraulische Gewindebolzenspannvorrichtung mit einem sich auf einem mittels eines Gewindebolzens (2) und einer Mutter (3) zu verspannenden Maschinenteil (1) abstützenden Zylinder (7) und mit einem darin abgedichtet geführten, sich an einer auf ein Gewindeende (4) des Gewindebolzens (2) aufgeschraubten Gewindebuchse (5) abstützenden Kolben (8), dadurch gekennzeichnet, daß eine ein Wegschleudern von Teilen (5, 6, 8) der Vorrichtung bei einem Abreißen der Gewindebuchse (5) unter Last verhindernde Kappe (16) und ein das Wegschleudern dieser Teile (5, 6, 8) und des Zylinders (7) mit der Kappe (16) verhinderndes, als umlaufende, radial nach innen vorspringende Kegelfläche ausgebildetes Fangelement am Zylinder (7) angebracht sind und das Fangelement mit einer am Gewindebolzen (2) verbleibenden, entsprechenden Kegelfläche (15) am dem Maschinenteil (9) zugewandten Ende der Gewindebuchse (5) zusammenwirkt.

2. Hydraulische Gewindebolzenspannvorrichtung mit einem sich auf einem mittels eines Gewindebolzens (2) und einer Mutter (3) zu verspannenden Maschinenteil (1) abstützenden Zylinder (7) und mit einem darin abgedichtet geführten, sich an einer auf ein Gewindeende (4) des Gewindebolzens (2) aufgeschraubten Gewindebuchse (5) abstützenden Kolben (8), dadurch gekennzeichnet, daß eine ein Wegschleudern von Teilen (5, 6, 8) der Vorrichtung bei einem Abreißen der Gewindebuchse (5) unter Last verhindernde Kappe (16) am Zylinder (7) und ein das Wegschleudern dieser Teile (5, 6, 8) und des Zylinders (7) mit der Kappe (16) verhinderndes, als umlaufende, radial nach innen vorspringende Kegelfläche ausgebildetes Fangelement (14) am Kolben (8) angebracht ist und das Fangelement (14) mit einer am Gewindebolzen (2) verbleibenden, entsprechenden Kegelfläche (15) am dem Maschinenteil (9) zugewandten Ende der Gewindebuchse (5) zusammenwirkt.