DE68907165T2

DE68907165T2 - Vorrichtung zum Aufschrauben und Abschrauben mindestens einer Mutter auf Verbindungselemente.

Info

Publication number: DE68907165T2
Application number: DE89402518T
Authority: DE
Inventors: Alain Frizot
Original assignee: Framatome SA
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2009-09-15
Also published as: NO175767B; NO893851D0; FI894457A; FR2637116B1; EP0362013A3; FI894457A0; ATE90807T1; NO175767C; JPH02131827A; BR8904872A; NO893851L; EP0362013B1; YU182889A; ZA897048B; CN1041558A; KR900005083A; CA1327118C; EP0362013A2; FR2637116A1; DE68907165D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben mindestens einer Mutter auf Verbindungselemente.
In Industrieanlagen, in denen geschraubte Verbindungselemente verwendet werden, werden die genannten Elemente im allgemeinen über eine Spannvorrichtung einem mechanischen Zug ausgesetzt, um sie im Vorspannungszustand zu halten, und während dieses Ziehens schraubt man eine Mutter auf oder ab, die das Verbindungselement in seiner Stellung hält.
Dies ist insbesondere der Fall bei Druckbehältern, die beispielsweise in der Industrie, speziell in der Kern-, Chemie- und Erdölchemieindustrie eingesetzt werden, und bei denen an jedem Verbindungselement, beispielsweise bestehend aus einem Bolzen, eine Mutter zum Festziehen und -halten auf- oder abgeschraubt werden muß, die gleichzeitig mit Hilfe einer geeigneten Vorichtung ein Ziehen an allen dieser Verbindungselementen bewirkt, und zwar über eine Spannmutter, die ebenfalls auf jedes Verbindungselement geschraubt ist.
Dies ist ebenso der Fall in der Kraftfahrzeug- und Luftfahrtindustrie, in der zahlreiche geschraubte Verbindungselemente verwendet werden.
Diese Verbindungselemente werden in der Regel in relativ hoher Anzahl und relativ nah beieinander eingesetzt, so daß bei jedem Eingriff sowohl die Spannmutter als auch die Stellmutter an jedem Verbindungselement auf- oder abgeschraubt werden muß.
Dieses sukzessive Auf- und Abschrauben der verschiedenen Muttern ist eine langwierige und komplizierte Angelegenheit und kann nur automatisch erfolgen.
Aus der Patentschrift EP-A-O 116 488 ist eine Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben einer Mutter und einesm Zugkopf bekannt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Vorrichtung umfaßt einen Wagen zum Führen und Bewegen der Vorrichtung um den Spannring der Verbindungselemente herum, Antriebsvorrichtungen für den Wagen um den Ring herum und bewegliche Vorrichtungen für das Bewegen und den Drehantrieb des auf- oder abzuschraubenden Zugkopfes sowie Drehantriebsvorrichtungen für die ab- oder aufzuschraubende Stellmutter, wobei die genannten Vorrichtungen auf einer zur Verbindungsachse parallelen Achse und mit gleicher Geschwindigkeit wie die Stellmutter oder der während ihres Auf- und Abschraubens in Bewegung befindliche Zugkopf verschiebbar sind.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine automatisch arbeitende Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben von Muttern auf Verbindungselemente vorzustellen, die diesen gegenüberliegend angeordnet sind, was die Betriebsvorgänge vereinfacht, ohne daß die Sicherheit des Geräts oder seiner Umgebung beeinträchtigt würde.
Die Erfindung hat folglich eine Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben einer Stellmutter und eines Verlängerungsstücks, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, auf mehrere Verbindungselemente zum Ziel, wobei das genannte Verlängerungsstück jedes Verbindungselements mit einem Ring zusammen funktioniert, der die genannten Verbindungselemente gleichzeitig spannt; die besagte Vorrichtung weist außerdem einen Wagen zum Führen und Bewegen der genannten Vorrichtung um den Spannring der Verbindungselemente sowie Vorrichtungen zum Antrieb des Wagens um den besagten Ring auf, außerdem bewegliche Vorrichtungen, mit denen das auf- oder abzuschraubende Verlängerungsstück bewegt und in Drehung versetzt werden kann, sowie Vorrichtungen zum Drehantrieb der auf- oder abzuschraubenden Stellmutter, wobei die Vorrichtungen für den Drehantrieb des Verlängerungsstücks und der Stellmutter entlang einer zur Verbindungsachse parallelen Achse mit gleicher Geschwindigkeit wie die Stellmutter oder das während seines Auf- und Abschraubens in Bewegung in Bewegung befindlichen Verlängerungsstücks verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen eine Platte aufweist, die mindestens ein Fahrgestell trägt, das in einen Laufweg paßt, der am Umfang des Rings gearbeitet ist, sowie Indexierungsvorrichtungen um den genannten Ring herum und Vorrrichtungen zum Feststellen in unbeweglicher Stellung an diesem Ring, wobei die genannten Vorrichtungen für den Drehantrieb des Wagens aus einer über einen Motor gesteuerten Kettennuß bestehen und mit einer Kette zusammen funktionieren, die am Umfang des Rings vorgesehen ist, wobei diese Kettenuß auf die Platte montiert ist und zwischen einer von der Kette gelösten und einer in diese Kette eingreifenden Position wechselt, wobei die genannten beweglichen Vorrichtungen für das Versetzen und den Drehantrieb des Verlängerungsstücks aus einem Arm zum Gewichtsausgleich des genannten Verlängerungsstücks bestehen, der vertikal in Gleitschienen beweglich ist, die von unten an die Platte des Wagens gesetzt sind, und daß die genannten Vorrichtungen zum Drehantrieb der Stellmutter auf einer horizontalen Ebene beweglich sind und aus einer glatten Welle und einer Schnecke bestehen, die auf die Platte des Wagens montiert sind, und auf denen sich ein Rädergetriebe hin- und herbewegt.
Die Erfindung wird besser verständlich mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung, die nur beispielhaft und mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen gegeben ist.
- Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf einen Ring zum Spannen der Verbindungselemente, auf denen sich die Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben der Erfindung bewegt.
- Fig. 2 ist ein Aufriß der gesamten Vorrichtung der Erfindung;
- Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Erfindung;
- Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der Fig. 2;
- Fig. 5 ist ein Aufriß des Trag- und Führungswagens der Vorrichtung;
- Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Fig. 5;
- Fig. 7 ist eine schematische Darstellung im Schnitt des Antriebsmechanismus für die Vorrichtung um den Spannring;
- Fig. 8 ist eine schematische Perspektivdarstellung des Rädergetriebes zum Auf- oder Abschrauben der Stellmutter auf das oder vom Verbindungselement;
- Fig. 9 ist eine schematische Perspektivdarstellung des Erfassungssystems der Position des Rädergetriebes zum Ein- oder Abschrauben der Stellmutter.
Auf Fig. 1 ist ein Ring dargestellt, mit dem gleichzeitig mehrere Verbindungselemente 2 gespannt werden können, die beispielsweise aus Bolzen großer Abmessungen vertikaler Achse bestehen.
Diese Verbindungselemente 2 sind dazu bestimmt, einen Flansch 3 z.B. auf einem Flansch 4 eines Druckbehälters (Fig. 2) zu halten, über dessen Umfang die genannten Verbindungselemente 2 gleichmäßig verteilt sind.
Der kreisrunde Flansch 3 wird gegen den festsitzenden Flansch 4 gedrückt, und zwar mit Hilfe der Verbindungselemente 2, die hierzu jeweils durch eine Stellmutter 5 blokkiert sind. Jede Stellmutter 5 ist mit einem Zahnring 5a versehen.
Der Spannring 1 ist kreisförmig und weist so viele Zylinder 6 wie Verbindungselemente 2 auf. Diese in die Masse des Rings 1 gearbeiten Zylinder 6 haben alle den gleichen Abstand zueinander und sind alle mit einem Kolben 7 ausgestattet, der über Dichtvorrichtungen verfügt, die mit Hilfe eines unter Druck stehenden Fluids arbeiten.
Während des Spannens und des Auf- oder Abschraubens der Verbindungselemente ist der Flansch 3 am Flansch 4 mit Hilfe von Verbindungsvorrichtungen 8 aufgehängt, die beispielweise aus Schwingarmen bestehen können. Desgleichen ist der Dehnungsring 1 unter dem Flansch 3 mit Hilfe von Verbindungsvorrichtungen 9 befestigt, die beispielsweise aus an Zwischenrohren 11 befestigten Schwingarmen bestehen, wobei diese Zwischenrohre am Ring 1 mit einer Schraubverbindung 12 befestigt sind.
Auf das gewindete Ende des Verbindungselements 2 ist gegenüber der Stellmutter 5 ein Verlängerungsstück 13 geschraubt, das durch den Kolben 7 hindurchführt und an seinem anderen Ende eine Mutter 14 aufweist, die mit einer Scheibe 15 mit rundem Radius versehen ist. Zum anderen weist das Verlängerungsstück 13 unten zwei Nocken 16 auf, die dazu bestimmt sind, die Auf- oder Abschraubbewegung zu übertragen, wie dies später noch zu sehen ist.
Der Spannring 1 ist an seinem Umfang mit einem Laufweg 17 versehen, der in die Masse gearbeitet oder angebracht ist, und auf dem die Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben, die als Ganzes mit der Ziffer 10 bezeichnet ist, sich bewegt.
Die Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben umfaßt drei Teilstücke:
- einen Trag- und Führungswagen 20 für die Vorrichtung auf dem Laufweg 17,
- eine Vorrichtung 30 zum Auf- und Abschrauben des Verlängerungsstücks 13 auf das Verbindungsende 2,
- und eine Vorrichtung 40 zum Auf- und Abschrauben der Stellmutter 5.
Mit Bezug zunächst zu Fig. 2, 3, 5 und 6 wird nun der Wagen 20 beschrieben.
Der Wagen 20 besteht aus einer horizontalen Platte 200, unter der mit Hilfe bekannter, nicht dargestellter Verbindungsvorrichtungen zwei Fahrgestelle 201 befestigt sind (Fig. 3, 5 und 6).
Jedes Fahrgestell 201 weist eine Tragrolle 202, eine feste Rolle 203, die horizontal auf der Außenseite des Laufwegs 17 läuft, und eine verstellbare Rolle 204 auf, die horizontal auf der Innenseite des genannten Laufwegs läuft.
Die verstellbare Rolle 204 sitzt an einem Hebel, der um eine vertikale Achse A (Fig. 3 und 6) schwenkt und mit Hilfe einer Stange 205 in Arbeitsposition eingestellt werden kann.
Das Herumfahren des Wagens 200 und der ganzen Vorrichtung um den Spannring 1 findet mit Hilfe einer Kettennuß 206 statt, die am Ende einer Welle 207 eines Hydraulikmotors 208 (Fig. 7) sitzt. Diese Kettennuß 206 ist fest mit einer Befestigungsplatte 209 verbunden, die schwenkend um einen vertikalen, auf der Platte 200 angeordneten Drehbolzen 210 angebracht ist (Fig. 3).
Die Kettennuß 206 greift in eine Rollenkette 18 ein, die in einer am Umfang des Spannrings 1 gearbeiteten Vertiefung befestigt ist.
Das Schwenken der Befestigungsplatte 209 um den Drehbolzen 210 wird mit einem Hebel 211 gesteuert, wodurch die Kettennuß 206 aus der Kette 18 ausgehakt werden kann, wenn die Vorrichtung demontiert werden soll, und im Betrieb rastet der Hebel 211 in einem verstellbaren Anschlag 212 (Fig. 3) ein, so daß er die Kettennuß 206 festgehakt in die rundlaufende Kette 18 hält.
Die Positionsbestimmung der gesamten Vorrichtung 10 um den Spannring 1 herum erfolgt durch den Wagen 20, der zu diesem Zweck einen Abstandsmelder 213 (Fig. 2 und 3) aufweist, der am Ende eines Winkels 214 sitzt, der fest mit der Platte 200 verbunden ist. Der Abstandsmelder 213 weist zwei Muttern 215 auf, mit denen er vertikal verstellt werden kann.
Der Abstandsmelder 213 funktioniert zusammen mit einer Empfängerplatte 216, die vom Kopf einer Schraube 217 gebildet wird, die in einen gewindeten Stutzen 218 montiert ist, der auf eine Überlänge des äußeren Befestigungsbolzens 12 jedes Zwischenrohrs 11 geschraubt ist.
Die Vorrichtung weist somit einen einzigen Abstandsmelder auf, der fest mit dem Wagen 20 verbunden ist, und gleich viele Empfängerplatten wie Verbindungselemente 2. Das Funktionsspiel zwischen dem Melder 213 und der Empfängerplatte 216 wird mit Hilfe der Schraube 217 geregelt.
Nachfolgend wird mit Bezug zu Fig. 2 und 4 die Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben 30 des Verlängerungsstücks 13 am Ende des Verbindungselements 2 beschrieben.
Diese Vorrichtung umfaßt eine unbewegliche, metallische Gleitschiene 301 in Form eines horizontalen U, die z.B. durch Schweißen von unten an der Platte 200 befestigt ist. Am Ende jedes Zweigs der Gleitschiene 301 ist eine abnehmbare und bewegliche Gleitschiene 302 befestigt.
Die feste Gleitschiene 301 ist außerdem in mittlerer Höhe zum einen mit zwei komplementären Rollen 303 mit vertikaler Achse ausgestattet, die an der Seitenfläche des Rings 1 laufen, und zum anderen mit einem einziehbaren Riegel 304 (Fig. 2), der in eine am Umfang des Rings 1 verlaufende Nut greift. Der Riegel 304 ermöglicht eine Positionierung ohne Berücksichtigung irgendeines Bezugspunkts.
Innerhalb der Gleitschienen 301 und 302 ist ein Ausgleichsarm 305 montiert, der einen vertikalen Bereich und ein horizontales Ende aufweist. Der vertikale Bereich des Ausgleichsarms 305 ist mit Rollen 306 versehen, wodurch er reibungslos in dem aus den Gleitschienen 301 und 302 gebildeten Raum gleiten kann.
Der Ausgleichsarm 305 ist unter der Platte 200 mit Hilfe einer Öse 307 aufgehängt, unter der ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder 308 angebracht ist, der selbst wiederum durch eine Öse 309 am Arm 305 befestigt ist. Der Zylinder 308 ist an einen ölpneumatischen Akku 310 angeschlossen.
Die vertikale Position des Ausgleichsarms 305 wird von einem gerade angeordneten Potentiometer 311 erfaßt, dessen eines Ende an der Platte 200 und dessen anderes am Arm 305 befestigt ist.
Am horizontalen Ende des Ausgleichsarms 305 sitzt, verbunden über einen Flansch 312, ein hydraulisch oder anders arbeitender Motor 313, der einen Teller 314 für das Auf- oder Abschrauben des Verlängerungsstücks 13 mit Hilfe der Nocken 16 antreibt. Der Teller 314 liegt auf einem Kugelanschlag 315 und der Flansch 312 auf einer selbstschmierenden Scheibe 316 auf. Der Flansch 312 ist mit genügendem Radialspiel montiert, um eine automatische Ausrichtung der Einheit aus Flansch 312, Motor 313 und Teller 314 auf die Bezugsachse des Verlängerungsstücks 13 zuzulassen.
Ein in einer kreisförmigen Zelle des Arms 305 sitzender Stift 317 blockiert den Flansch 312, damit beim Anlaufen des Motors 313 jegliche Drehbewegung vermieden wird.
Die Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben 40 (Fig. 2 und 3) zielt darauf ab, mit Hilfe eines Ritzels 401, das über eine am Wagen 20 befestigte Motoreinheit angetrieben wird, eine Drehbewegung auf die Stellmutter 5 zu übertragen.
Hierzu weist diese Vorrichtung eine auf der Platte 200 befestigte Grundplatte 402, eine Schnecke 403 mit einer Teilung P2, die, umgekehrt, gleich der Teilung der Stellmutter 5 ist, sowie eine glatte Welle 404 auf. Die Schraube 403 und die Welle 404, beide vertikal, sind an ihrem unteren Ende in der Grundplatte 402 verankert und an ihrem oberen Ende durch einen Steg 405 verbunden, die durch Muttern 406 gehalten wird.
Die Vorrichtung umfaßt außerdem zwei Flansche 407a und 407b, die miteinander an einem ihrer Enden durch einen Stutzen 408 verbunden sind, der auf die glatte Welle 404 mit Hilfe einer Kugelhülse 409 montiert ist, wodurch der besagte Stutzen mühelos entlang der Welle 404 gleiten kann. Das andere Ende der Flansche 407a und 407b wird frei drehend an einen Stutzen 410 montiert, der mit Hilfe eines Linksgewindes der Teilung P2 auf die Schnecke 403 geschraubt ist.
Der obere Flansch 407a trägt einen Hydraulikmotor 411, dessen Welle 412 (Fig. 8) ein Zahnrad 413 in Drehung versetzt, das unter dem Flansch 407a angeordnet ist. Dieses Zahnrad 413 greift in ein Zahnrad 414, das auf dem Stutzen 410 festgekeilt ist, der selbst drehend fest verbunden ist mit einer Kettennuß 415.
Das Ritzel 401 ist außerdem auf eine Welle 416 montiert, die frei drehend zwischen zwei kleinen Flanschen 417a und 417b montiert ist, die zwischen den Flanschen 407a und 407b angeordnet sind. Außerdem sind die Flansche 417a und 417b frei drehend auf dem Stutzen 410 montiert.
Auf die Welle 416 ist außerdem in der Drehung fest verbunden eine Kettennuß 418 montiert, die mit der Kettennuß 415 des Stutzens 410 über eine Rollenkette 419, die mit Spannern 420 und 421 (Fig. 3 und 8) ausgestattet ist, montiert.
Die Einheit aus den kleinen Flanschen 417a, 417b, dem Ritzel 401, der Welle 416 und der Kettennuß 418 kann mit Hilfe eines Zylinders 422 (Fig. 3) um den Stutzen 410 schwenken, um dem Ritzel 401 eine Berührung mit dem Zahnring 5a der Stellmutter 5 zu ermöglichen.
Der Zylinder 422 ist mit einem Ende an einem Bolzen 423 befestigt, der fest mit den Flanschen 407a und 407b verbunden ist, und mit dem anderen Ende an einem Bolzen 424 befestigt, der fest mit den kleinen Flanschen 417a und 417b verbunden ist.
Wie auf Fig. 9 dargestellt, kann die vertikale Stellung des Ritzels 401 mit Hilfe eines Potentiometers 425 jederzeit festgestellt werden. Dieses Potentiometer ist an einer senkrechten Platte 426 befestigt, die fest mit der Grundplatte 402 und dem Steg 405 verbunden ist und gleichzeitig als Aussteifung für die Schraube 403 und die Welle 404 dient.
Der Gleitzeiger 427 des Potentiometers 425 wird über eine Stange 428 betätigt, die an den oberen Flansch 407a gekoppelt ist, der den Bewegungen des Ritzels 401 folgt.
Die Steuerung der verschiedenen Systeme erfolgt über einen Knopfkasten 19 (Fig. 2), der mit dem Wagen 20 mitfährt.
Die so beschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt:
Nachdem die Verbindungselemente 2 auf den festen Flansch 4 geschraubt wurden und der Flansch 3 mit Hilfe von Schwingarmen 8 auf den genannten Flansch 4 gesetzt wurde, schraubt man auf das gewindete Ende jedes Verbindungselements 2 die Stellmutter 5.
Dieses Verschrauben erfolgt z.B. mit Hilfe eines nicht dargestellten elektrisch oder pneumatisch funktionierenden Maschinenschraubers, dessen Moment auf einen relativ kleinen Wert eingestellt ist, damit mit dem Verschrauben in dem Augenblick aufgehört werden kann, in dem die Stellmutter 5 in Kontakt mit dem Flansch 3 kommt.
Nachdem dies mit allen Verbindungselementen 2 geschehen ist, schiebt man auf das gewindete Ende jedes dieser Verbindungselemente das Verlängerungsstück 13 und setzt dann den Ring 1 an, der mit Hilfe der Zwischenrohre 11 vom Flansch 3 getragen wird. Das freie Ende der Verlängerungsstücke 13 führt mit Spiel durch die Kolben 7 des Rings 1.
Anschließend verschraubt man mit Hilfe des Maschinenschraubers 10 jedes Verlängerungsstück komplett.
Hierzu läßt man die Kettennuß 206 über den Hebel 211 in die Rollenkette 18 eingreifen. Der Motor 208 setzt die Kettennuß 206 in Bewegung, so daß sich die ganze Vorrichtung auf dem Laufweg 17 mit Hilfe der Fahrgestelle 201 bewegt.
Sobald der Abstandsmelder 213 gegenüber einer Empfängerplatte 216 ankommt, stoppt der Motor 208, so daß sich das Ende des Ausgleichsarms 305 gegenüber einem Verbindungselement 2 befindet. Nun wird der Riegel 304 in eine umlaufende Nut des Rings 1 geführt.
Über den Knopfkasten 19 steuert der Bediener den Zylinder 308, damit sich der Arm 305 vertikal in den Gleitschienen 301, 302 bewegt.
Der ölpneumatische Akku 310 liefert am Anfang eine Kraft, die etwas über dem Gewicht der Einheit aus Verlängerungsstück 13, Mutter 14 und Scheibe 15 liegt, und drückt diese Einheit auf diese Weise vertikal in Richtung auf das Gewinde des Verbindungselements 2.
Der Motor 313 setzt über den Teller 314 und die Nocken 16 das Verlängerungsstück 13 in Bewegung, das sich auf das gewindete Ende des Verbindungselements 2 schraubt, und je weiter es sich daraufschraubt, desto mehr entlädt sich der Ölpneumatikakku 310 und läßt die Schubkraft nach, sie fällt jedoch nicht unter die Masse der in Bewegung befindlichen Einheit. Das Draufschrauben findet somit mit einer sehr schwachen vertikalen Widerstandskraft statt.
Der Arm 305 hat eine doppelte Funktion, da er für den Ausgleich des Gewichts des Verlängerungsstücks 13 während des Auf- und Abschraubens sorgt und einen Drehantrieb des Verlängerungsstücks mit Hilfe des Motors 313 zuläßt und dieses gleichzeitig während seiner Verschiebung mit gleicher Geschwindigkeit und ohne Unterbrechung bis in dessen gewünschte Stellung begleitet.
Ist dieser Vorgang abgeschlossen, läßt der Bediener den Arm 305 nach unten fahren, der Wagen 20 wird entriegelt und der Motor 208 erneut in Betrieb gesetzt, so daß die ganze Vorrichtung wieder bis zum nächsten Verbindungselement 2 weiterfahren kann.
Der Schraubvorgang wird bei jedem Verlängerungsstück 13 wiederholt.
Der Ölpneumatikakku 310 sorgt im übrigen für eine große Flexibilität im Betrieb, da er eine dauerhafte Schubkraft ausübt, die am Anfang gleich dem Gewicht des Verlängerungsstücks ist und in dem Maße nachläßt, wie der Akku sich entlädt. Nachdem letzterer so eingestellt ist, daß er eine Kraft liefert, die in etwa dem Gewicht des Verlängerungsstücks am Ende des Hubs entspricht, findet das Schrauben der letzten Gewinde mit einer vertikalen Widerstandskraft von nahe null statt, d.h. daß mit zunehmendem Verschrauben das Gewicht des Verlängerungsstücks 13 auf den Bolzen selbst übergeht.
Durch die Gummilagerung des Motors 313 ist die Funktion selbst im Fall einer horizontalen Verschiebung des Verbindungselements 2 in seinem Lager gewährleistet.
Die Höhe des Ausgleichsarms 305 ist jederzeit feststellbar, und die Gültigkeit der Ablesungen der Position des genannten Arms hängt mit dem dauernden Kontakt des Tellers 314 unter dem unteren Stück des Verlängerungsstücks 13 zusammen. Diese Bedingung wird durch den Ölpneumatikakku 310 erfüllt.
Wenn alle Verlängerungsstücke verschraubt wurden, werden gleichzeitig alle Zylinder des Rings 1 über eine (nicht dargestellte) geeignete Vorrichtung mit Antriebsmittel versorgt, um eine Zugkraft auszuüben und alle Verbindungselemente 2 zu spannen, und zwar mit Hilfe der Kolben 7, der Scheiben 15 und der Muttern 14.
Während alle Verbindungselemente 2 in Dehnung gehalten werden, werden die Stellmuttern 5 durch die Vorrichtung zum Verschrauben 10 festgezogen.
Hierzu treibt der Motor 208 die Kettennuß 206 an, und die gesamte Vorrichtung setzt sich auf dem Laufweg 17 in Bewegung. Sobald der Abstandsmelder 213 gegenüber einer Empfängerplatte 216 ankommt, hält der Motor 207 an, und der Riegel 304 wird in die umlaufende Nut des Rings 1 geführt, um das Ganze zu blockieren.
Das Ritzel 401 befindet sich in abgehaltener Stellung, und man positioniert das Rädergetriebe 413, 414, 401 in der Höhe gegenüber des Zahnrings 5a der Stellmutter 5, indem man den Motor 411 in Gang setzt, der das Ritzel 413, das Ritzel 414 und die Kette 419 drehend antreibt. Das Ritzel 414, das fest mit dem Stutzen 410 verbunden ist, versetzt diesen in Drehung, der somit auf der Schraube 403 dreht und das Verschieben der Flansche 407a, 407b, 417a, 417b und des Ritzels 401 auslöst.
Sobald die durch das Potentiometer 425 festgestellte Position des Ritzels 401 der Lage des Zahnrings 5a entspricht, hält der Motor 411 automatisch an. Der Zylinder 422 steuert das Schwenken der Flansche 417a, 417b um den Stutzen 410, bis das Ritzel 401 in den Zahnring 5a eingreift. Um das Eingreifen in die Zacken zu erleichtern, wird der Motor 401 in dem Moment erneut in Gang gesetzt, in dem das Ritzel an den Zahnring anschlägt. Dieser Motor treibt das Ritzel 413 an, das selbst wiederum das Ritzel 414, den Stutzen 410, die Kettennuß 415 und die Kette 419 in Bewegung setzt.
Diese Kette setzt wiederum die Kettennuß 418 und das Ritzel 401 in Bewegung, das den Zahnring 5a antreibt, wodurch nun die Mutter 5 verschraubt wird.
Wenn mit
- P1 die Teilung der Mutter 5,
- P2 die Teilung der Schraube 403 und des Stutzens 410 (links),
- Z 5a die Anzahl der Zacken des Zahnrings 5a,
- Z 401 die Anzahl der Zacken des Ritzels 401,
- Z 418 die Anzahl der Zacken der Kettennuß 418,
- Z 415 die Anzahl der Zacken der Kettennuß 415,
- Z 414 die Anzahl der Zacken des Zahnrings 414,
- Z 413 die Anzahl der Zacken des (antreibenden) Zahnrings 413
gemeint ist, sind die Beziehungen wie folgt:
Z 5a = N x Z 401 und Z 415 = N x Z 418,
woraus sich ergibt, daß die Kettennuß 415 mit der gleichen Geschwindigkeit W 415, in umgekehrter Richtung, wie der Zahnring 5a dreht.
Z 414 = Z 413
Folglich W 414 = W 415 Ritzel in Drehung verbunden.
W 401 = W 418 Ritzel in Drehung verbunden.
Folglich dreht das Antriebsritzel 413 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Zahnring 5a der Stellmutter 5.
Man kann sehen, daß die Stellmutter 5, wenn sie auf das Verbindungselement 2 geschraubt wird, um eine Teilung P1 pro Mal nach oben dreht, und daß der Stutzen 410, der sich mit der gleichen Geschwindigkeit dreht, die Flansche 407a, 407b, 417a, 417b in die gleiche vertikale Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit der vertikalen Bewegung wie die Mutter 5 in Bewegung setzt.
Folglich begleitet die vom Rädergetriebe gebildete Antriebsvorrichtung die Mutter auf ihrer vertikalen Bewegung vollkommen, die beim Zuschrauben nach oben und beim Abschrauben nach unten verläuft.
Die Stellung der vertikalen Achse des Ritzels 401 kann jederzeit mit Hilfe des Potentiometers 425 festgestellt werden, dessen Gleitzeiger 427 der Bewegung des oberen Flansches 407a folgt.
Bei diesem Vorgang stellt die Welle 404 eine Führung und beim Anlaufen des Motors 411 einen Drehstopper dar.
Ist das Verschrauben der Mutter 5 abgeschlossen, hält der Bediener den Motor 411 an und entfernt das Ritzel 401 mit Hilfe des Zylinders 422 vom Zahnring 5a.
Anschließend wiederholt man den Vorgang an jeder Stellmutter 5, indem man die Vorrichtung 10 auf dem Laufweg 17 fortbewegt.
Mit der Vorrichtung der Erfindung ist es somit möglich, eine Reihe von Muttern, die entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, automatisch auf- und abzuschrauben und dabei gleichzeitig ihre Bewegung zu verfolgen. Außerdem wird das Verfahren verkürzt, da der motorisierte Wagen automatisch gegenüber jedem Verbindungselement anhält. Die kompakten Fahrgestelle erlauben eine einfache Einstellung bei der Montage und ein zügiges Entfernen der versenkbaren Rollen, wenn der Wagen während Stillstandszeiten ausgebaut werden muß.
Der Riegel 304 kann auf herkömmliche Art pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden, und er schützt die Rollen der Fahrgestelle und besonders ihre Achsen vor einer zu starken Torsion, wenn das Verlängerungsstück auf dem Ausgleichsarm liegt.
Trotzdem ist dieser Riegel mit einer elektrischen Sicherung von der Art eines Abstandsmelders versehen, der eine Bewegung des Wagens verhindert, wenn der Riegel sich nicht gelöst hat.
Mit Hilfe der Vorrichtung kann außerdem während des gesamten Vorgangs ein konstantes Bedienungsmoment eingehalten werden, wodurch die Entstehung von Störkräften verhindert wird, die ein Aufheizen der Kontaktflächen und eine Durchbiegung des freien Teils der Verbindungselemente bewirken könnten.
Die Vorrichtung der Erfindung ist insbesondere geeignet für jegliche Druckbehälter, Mannlöcher, Handlöcher, Turbinen, Hydraulikventile, für die Befestigung eines Verschlußelements in Anlagen wie Kernkraftwerken, petrochemischen oder chemischen Anlagen sowie in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. Allgemein gesprochen ist die Vorrichtung im Rahmen zahlreicher Industrieanlagen einsetzbar, in denen geschraubte Verbindungselemente verwendet werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufschrauben und Abschrauben einer Stellmutter (5) und eines Verlängerungsstücks (13), die einander gegenüberliegen, an mehrere Verbindungselemente (2), wobei dieses Verlängerungsstück (13) jedes Verbindungselements (2) mit einem Ring (1) zusammenarbeitet, mit dem die genannten Verbindungselemente gleichzeitig gespannt werden können, wobei die genannte Vorrichtung über einen Wagen zum Führen und Bewegen (20) der genannten Vorrichtung um den genannten Spannungsring (1) für die Verbindungselemente (2) sowie über Vorrichtungen (206, 207, 208) für den Antrieb des Wagens (20) um den besagten Ring (1) herum verfügt, außerdem über bewegliche Vorrichtungen (30), mit denen das Verlängerungsstück (13) zum Auf- oder Abschrauben bewegt und in Drehung versetzt werden kann, sowie über Vorrichtungen (40) zum Drehantrieb der auf- oder abzuschraubenden Stellmutter (5), wobei die Vorrichtungen für den Drehantrieb des Verlängerungsstücks (13) und der Stellmutter (5) entlang einer zur Verbindungsachse (2) parallelen Achse verschiebbar sind, und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit wie die der Stellmutter (5) oder des Verlängerungsstücks (13), die während ihres Auf- und Abschraubens in Bewegung sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (20) eine Platte (200) aufweist, die mindestens ein Fahrgestell (201) trägt, das in einen Laufweg (17) paßt, der am Umfang des Rings (1) gearbeitet ist, sowie Indexierungsvorrichtungen (213) um den genannten Ring (1) herum und Vorrichtungen (304) zum Verriegeln in fester Lage auf diesem Ring (1), wobei die genannten Vorrichtungen (206, 207, 208) für den Drehantrieb des Wagens (20) aus einer über einen Motor (208) gesteuerten Kettennuß (206) bestehen und mit einer Kette (18) zusammenarbeiten, die am Umfang des Rings (1) vorgesehen ist, und die genannte Kettenuß (206) auf die Platte (200) montiert ist und zwischen einer von der Kette gelösten und einer in diese Kette (18) eingreifenden Position hin- und herschwenkt, wobei die genannten beweglichen Vorrichtungen (30) zum Versetzen und Antrieb in Drehung des Verlängerungsstücks (13) aus einem Arm (305) zum Gewichtsausgleich des genannten Verlängerungsstücks (13) bestehen, der vertikal in Gleitschienen (301, 302) beweglich ist, die von unten an die Platte (200) des Wagens (20) gesetzt sind, und daß die genannten Vorrichtungen (40) zum Drehantrieb der Stellmutter (5) auf einer horizontalen Ebene beweglich sind und aus einem glatten Arm (404) und einer Schraube ohne Ende (403) bestehen, die auf die Platte (200) des Wagens (20) montiert sind, und auf denen sich ein Getriebezug (401, 410, 414, 415, 418) hin- und herbewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Untergestell (201) eine Tragrolle (202), eine feste Rolle (203), die horizontal auf der Außenseite des Laufwegs (17) läuft, und eine bewegliche Rolle (204), die horizontal auf der Innenseite des genannten Laufwegs läuft, aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexierungsvorrichtungen aus einem Abstandsmelder (213) bestehen, der vertikal verstellbar, fest mit der Platte (200) verbunden und in Höhe jedes Verbindungselements (2) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (305) einen vertikalen und einen horizontalen Bereich aufweist, an denen Vorrichtungen (313, 314, 315) für den Drehantrieb des Verlängerungsstücks (13) sitzen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalbewegungen des Arms (305) über einen doppeltwirkenden Zylinder (308) gesteuert werden, der an einen pneumatisch-ölhydraulischen Akku (310) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Elemente des Zylinders (308) an der Platte (200) des Wagens (20) und das andere am Arm (305) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (305) über Vorrichtungen (311) zum Feststellen seiner Position verfügt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebezug ein schwenkbar montiertes Ritzel (401) aufweist, das über eine Steuervorrichtung (422) zwischen einer ersten Position, in der es tangential in die Mutter (5) eingreift, und einer zweiten position, in der es von der Mutter gelöst ist, bewegt werden kann.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (401) von Flanschen (417a, 417b) getragen wird, die frei drehbar auf einen Stutzen (410) montiert sind, der auf die Schraube ohne Ende (403) geschraubt ist, und dessen dem Ritzel (401) abgewandte Enden mit der Steuervorrichtung (422) verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (401) auf eine Welle (416) montiert ist, die sich frei an den Flanschen (417a, 417b) drehen kann und von einer Kettennuß (418), die mit einer Kette (419) zusammenarbeitet, angetrieben wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (419) durch eine Kettennuß (415) angetrieben wird, die fest mit dem Stutzen (410) verbunden ist, der selbst drehend fest mit einem Ritzel (414) verbunden ist, das mit einem von einem Motor (411) angetriebenen Ritzel (413) zusammenarbeitet.