EP1062076A2 - Montageverfahren für zusammenzuspannende platten eines wärmetauschers - Google Patents

Montageverfahren für zusammenzuspannende platten eines wärmetauschers

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Publication number
EP1062076A2
EP1062076A2 EP99917775A EP99917775A EP1062076A2 EP 1062076 A2 EP1062076 A2 EP 1062076A2 EP 99917775 A EP99917775 A EP 99917775A EP 99917775 A EP99917775 A EP 99917775A EP 1062076 A2 EP1062076 A2 EP 1062076A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plates
nut
bolt
hydraulic
clamping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99917775A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Wilhelm Beissner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Walter Schraubwerkzeug-Fabrik & Co KG GmbH
Original Assignee
Carl Walter Schraubwerkzeug-Fabrik & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Walter Schraubwerkzeug-Fabrik & Co KG GmbH filed Critical Carl Walter Schraubwerkzeug-Fabrik & Co KG GmbH
Publication of EP1062076A2 publication Critical patent/EP1062076A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/067—Bolt tensioners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B29/00—Accessories
    • B25B29/02—Bolt tensioners

Definitions

  • the invention relates to a method with which the plates of a plate heat exchanger can be clamped specifically, the forces being divided.
  • a force is applied hydraulically in order to first compress and clamp the plates
  • a screw is then rotated on a bolt with thread, whereby only the force for the rotational movement has to be applied and no axially directed force in the bolt direction, the previously has already been applied by the hydraulic tensioning device.
  • US-A 4,150,477 (Willis P. Orr) describes a method and an apparatus for prestressing flanges to be connected. A uniform pressure is applied to the flanges to a predetermined, measurable compression, and then the nuts and bolts are used to secure the flanges. Screwing is done "hand tight" while the hydraulic cylinders apply pressure to the flanges. If the first screws and bolts are hand-tight, the hydraulic clamping devices referred to as “clamp units" can be removed, and further bolts and screws are inserted at the locations where the clamping devices previously had their place. After loosening the clamping devices, the screws / bolts already fastened by hand or with a key bear the clamping forces, cf.
  • the arrangement is arranged coaxially around the bolt and applies a hydraulic force to the boiler flange before screwing movements take place on the boiler nut; this procedure is described for both unscrewing and unscrewing the boiler nuts. If all boiler nuts are turned off, a lifting movement is carried out by a support ring (there 14.15) with laterally offset spindle drives (there 26.27.28) which raises all loosened boiler nuts at the same time, which presupposes that before the start the lifting movement, the coupling jaws have been moved radially out of the complementary groove system at the upper end of the pin there.
  • a higher clamping force is to be made easier and faster for clamping elastically flexible packaged plates - for example a heat exchanger - by the hydraulic device and at the same time relieving the strain on the nut element which no longer has this force when it moves against the plates should also apply.
  • the nut as a "tensioning and fixing element with thread", can secure the positioning of the plates generated by the hydraulic tensioning device due to its internal thread and its backward movement and thus essentially (only) receives the position fixation as a task.
  • the forces for compressing the elastically resiliently stacked plates do not strain the nut during its rotational movement.
  • the coaxial counter bearing uses the invention to support the hydraulic pressure. Especially when used in plate heat exchangers, which allow a considerable path for the flexibly packaged plates, it is advantageous to be able to move the coaxial counter bearing upwards, whereby - after the hydraulic force has been switched off - the hydraulic device in the direction of a rotating action (by hand or by machine) the plates to be clamped is adjusted, if necessary retracts again (claim 1). After reaching a predetermined position, the hydraulic pressure can be applied again, so that a further tensioning of the resiliently packaged plates is possible. This is followed - in particular iteratively - by one or more of these method steps in order to be able to gradually cover the full stroke of the plates to be tensioned even when using small or short-stroke hydraulic devices (claim 10, claim 12).
  • the coaxial counter bearing can be designed as a split nut or a split nut element in order to be able to release it directly from the thread after the clamping process has ended, without first having to screw the counter bearing back to the end of the threaded bolt (after it has been described in the above) Has been moved forward on the same bolt).
  • the coaxial counter bearing can be screwed further forwards or further back, for a long clamping distance corresponding to the axial length of the hydraulic device.
  • the counter bearing can also serve to screw the hydraulic cylinder, which in particular has a single action, back into its rest position.
  • the nut that moves up to hold the spring assembly already compressed by the hydraulic cylinders can be a polygonal nut, a toothed ring can be attached to it (claim 4), or the nut can be specially designed with a rear toothing area that is in diameter is reduced compared to the front investment area (claim 4).
  • a key which is sleeve-shaped at its front and has internal teeth can grip over this nut section without increasing the diameter of the two-area nut as a whole, and there is the possibility of obtaining a slim design that is radial Enables the nut to be moved in and tightened in a confined space by iterative turning, axial removal and new engagement of the internal teeth of the key on the nut and turning again.
  • the cylinder head wrench and nut are located in an equally slim housing, which is the hollow body
  • the task is to apply the hydraulically applied force past the nut directly to the flange or plates to be clamped.
  • the hydraulic cylinder can be designed as a short-stroke cylinder, in particular in the case of the attachment variant of the flanges, or as a long-stroke cylinder for the spring assemblies to be tensioned over a larger axial stroke; they rest on the power coupling housing at the rear and are supported on a counter bearing, that is screwed onto the bolt directly or onto an anchor piece screwed onto the end of the bolt with a front internal thread and a rear external thread (claim 8).
  • the tensioning cylinder can be designed as a single-acting hydraulic cylinder, then it can be retracted by hand after the action of the tensioning force F1 and extension by switching off the hydraulic pressure and screwing the hydraulic cylinder back to its rest position with the counter bearing.
  • the counter bearing can be specially designed, it can be designed as a split nut which, after removing a sleeve piece connecting the two half-shells and gripping over a cylindrically tapered collar, can be radially disassembled in order to loosen them directly from the thread without first removing the counter bearing End of the bolt.
  • the sleeve piece is placed on the split nut, it is a thrust bearing that can only be moved in the axial direction by turning, if the sleeve is removed, the thrust bearing breaks down into two parts, which can be removed radially from the thread.
  • the force coupling housing which extends over the nut as a force bypass, has a window or hatch through which a key can reach to actuate the nut in a rotating manner.
  • a pinion can also be attached to the polygonal shape of the nut, which works as a ring gear with a drive pinion swung in from outside through the hatch.
  • the ring gear is arranged directly on it. Attaching the ring gear means that it can be gripped from the outside with a pinion or gear in the power coupling housing and the nut is actuated in a rotating manner.
  • an open polygon ring spanner can engage the nut in a form-fitting manner and move it forward in angular segments without a practically significant force acting on it, rather only the fixing force F2 has to be applied by the spanner, the clamping force F1 is already originated from the hydraulic cylinder via the power coupling housing.
  • the fixing force F2 can also be greater in the end area of the clamping movement, i.e. shortly before the spring assembly is fully tensioned - up to the specified distance of the individual plates - or the flange is fully applied, so that the final one together with the hydraulically acting cylinder and the main force F1 , only a small stroke has to be carried out manually, e.g. only half or a full turn of the nut, which here, however, exerts part of the clamping force itself.
  • Manual dosing and positioning can be carried out more precisely, and this manual adjustment at the end of the clamping movement can be set by the predetermined maximum pressure of the clamping cylinder - when this pressure is slightly below the pressure required for the complete clamping of the plates or the flange .
  • a hydraulic pressure of, for example, 710 bar may be required for the cylinder to fully tension the package, so that the use of 700 bar generates the force F1 and with the force component F2 (only) an additional pressure of 10 bar to end the tensioning must be applied.
  • an accelerated rotation can take place by engaging a pinion in the window of the force coupling housing, the pinion being rotated mechanically or by hand from the outside and the drive pressing on a parallel axis to follow the forward movement of the nut, since the pinion that is put on the nut is only thin, that is, it occupies only a narrow axial area, while the stroke that is overcome is many times greater.
  • FIG. 1 is a side view of a first embodiment.
  • FIG. 1a is a view in the axial direction with respect to the axis 100, two of the devices from FIG. 1 acting simultaneously on a spring assembly 1.
  • FIG. 4 are enlarged sections, partly in section, of the device according to FIG. 1.
  • the sectional planes A-A, B-B and C-C are each drawn in and are self-explanatory for the person skilled in the art.
  • Figure 5 is a second embodiment with a shortened bolt 2 and a slim support housing 31a, for fixing a flange 1a.
  • Figure 6 is an axial view, partly in section, of the second embodiment shown in Figure 5.
  • the first exemplary embodiment is based on a main axis 100 shown in the figure, which is the central axis of an elongated bolt 2, which extends from the left to the right edge of the figure in FIG.
  • This long bolt 2 has an external thread 2 *, and at the left end a nut can be seen, which forms the stop point for a spring assembly 1, which consists of several packaged plates and must be clamped together (for example a heat exchanger).
  • a nut 4 which is also screwed onto the bolt 2, takes over this function, however, before tensioning the spring assembly, this must be compressed, for which purpose not only the nut 4 is screwed onto the bolt (to the left in the picture), but uses a hydraulic tensioning device is, which starts from a clamping cylinder 30, which (right in the picture) is supported on a counter bearing 20 which is screwed onto the other end of the bolt 2.
  • the counter bearing can be screwed further forwards or further back, for a long clamping path of approximately 100 mm or 200 mm, corresponding to the length of the (not extended) clamping cylinder 30.
  • a force coupling housing 31 is provided, here as a larger diameter cylindrical coupling piece with a radially (here to the front) window 32 through which the aforementioned retaining nut 4 is visible.
  • the size of the window 32 is such that a spanner can reach through the window and can be rotated through an angular segment in order to move the nut 4 forward.
  • the window must not be too large to the main force F1 of the hydraulic clamping cylinder 30 over the hollow cylindrical Housing and its cylindrical walls past the nut safely on the end face of the spring assembly.
  • a differential force F2 will be applied by the nut 4, but only in a short time Path section, the thread pitch previously described, for example, and only with the differential force F2, which the clamping cylinder (still) lacks, in order to arrive at the slightly higher force F0, which is sufficient for complete clamping.
  • the tensioning cylinder 30 can be loosened again, for this its hydraulic pressure is switched off, and with the nut acting as the counter bearing 20 the cylinder, if it is a single-acting cylinder, can be screwed back into its rest position, which can be done manually.
  • Plates 1 or the flange 1a are screwed on in order to carry out a further (or more) clamping processes in at least one further hydraulic thrust until the package of plates is firmly clamped together. Then the counter bearing 20 either screwed back or removed from the thread if, as will be explained later, it is designed as a split nut with a connecting sleeve.
  • a preferred drive mode which makes the use of a hand-operated key superfluous, is a pinion 6 which engages in the window 32 and which engages on a pinion 5 placed on the nut and can be driven by a cord wheel 7 by hand or by a mechanical drive.
  • the knurled wheel 7, which can be better seen in supervision in Figure 1a or in section in Figure 3, can take over the forward movement of the nut, and the cooperating elements of the cord wheel 7 and the Pinions 6 are movable together on an L-shaped plate carrier 43 along an axis 40 with the axial forward movement of the nut 4, which sliding axis 40 lies in a center 102, which is arranged above and laterally offset from the previously described main axis 100 on the power coupling housing is.
  • This driving of the drive 7, 6 can be seen more clearly in FIG. 4 in the upper area, which figure shows an enlarged detail of the power coupling housing.
  • the operation of the knurled drive 7,6 - here mechanically with a corded wheel - which can be pivoted about the axis 102 and is mounted on an L-shaped holding plate in such a way that it folds into the window 32 can be seen in FIG can and along the slide shaft 40 can move with the movement of the nut 4 (is slidable with sliding). After the end of the movement, it can be folded upwards again about the axis 102.
  • Figures 2, 3 and 4 are to be described together, since they are all closely related and each show different cuts.
  • the cutout shows the force coupling housing 31 most clearly in FIG. 4, how it engages over the nut 4 and forms an interior space that gives the nut 4 sufficient leeway, and additionally allows a pinion 5 to be attached to the nut, which is better seen in Figure 2.
  • the polygonal shape of the nut receives the correspondingly shaped inner recess 5a of the pinion 5 in a form-fitting manner, and with the schematically shown pinion 6 the drive described above engages in the window 32 in order to fit the pinion 5 attached to the nut and thus the nut in the axial direction To move axis 100 forward.
  • a shaft 40 can be seen on a support piece 42, which can be pulled out of the support piece 42 in its axial direction 102 on a handle 41 and the drive 6, 7, which is closer in FIG. 2 in an end view with the L-shaped plate 43 can be seen.
  • the drive 43, 6, 7 is longitudinally displaceable in the direction of the axis 100 and it can follow the movement of the nut 4. At the same time, pivoting about axis 102 is possible.
  • a centering ring 33 is provided which lies near the contact surface of the clamping cylinder 30 which engages in a cup-shaped recess on the housing in such a way that the power coupling housing 31 fits tightly against the bolt 2 Tilting is protected.
  • FIG. 5 the variant of Figure 5 is advantageous in terms of a slim design of the power coupling housing 31a, which in this embodiment has a different geometric shape and is elongated and closely adapted to the dimension of the nut 4a lying in it.
  • This force coupling housing 31a has an elongated cylinder section, but with a reduced diameter compared to FIG. 1, and a rear holding section 34, which is held together by a cylinder screw 33.
  • the clamping cylinder 30a is larger in diameter here, but greatly shortened, and in the variant of FIG. 5, it only has a small stroke, for which it is supported on the counter bearing 20 of the same design.
  • the main force F1 is transmitted from the tensioning cylinder via the slim support housing 31a to the flange 1a, also past the nut 4a and independently of the movement of the nut.
  • the clamping force F1 which is independent of the mother force, is the main part of the force required for flange mounting, while the Force component F2 can only enter at the last moment of tensioning and is only a fraction of the force applied by tensioning cylinder 30a.
  • the tie rod 2a which is attached to the end of the short bolt 2 in FIG. 5, forms the extension to which the counter bearing 20 is screwed.
  • the tie rod has a front screw section 2b with an internal thread in order to be screwed onto the bolt 2 with its thread 2 * , and a rear bolt section 2c with an external thread 2 * *, for fixing the counter bearing 20. Its length is measured by the length of the clamping cylinder 30a and this on the necessary stroke for clamping the flange 1a.
  • the specially designed two-area nut 4a is to be explained, which has a front pressure section 4c, which is cylindrical here, and a rear pinion section 4b, which is reduced in diameter and is also cylindrical. In between there is a slightly throaty transition area.
  • the rear sprocket section which has a reduced diameter, has radially outwardly projecting teeth into which a sleeve head wrench 50, which consists of a front sleeve section 52 and a projecting handle 51, engages.
  • the cylinder sleeve has a diameter which, together with the diameter of the rear pinion section 4b of the two-range nut 4a, does not form a larger overall diameter than the front pressure section 4c of the nut 4a, so that the slim support housing over the joined cylinder areas of the nut and key can fit tightly.
  • Bolts which are close together can be machined in this way, and the key can be moved with a slight axial backward movement and then pushed back onto the toothing of the tooth area 4b of the nut and turned further by a further angular segment. The nut 4a is thus moved forward, while the device operates as described in FIG. 1.
  • the window 32 is also provided in this power coupling case 31a; the handle 51 of the sleeve key 50 reaches through this window, as can be seen from FIG.
  • the assembly of the device according to FIG. 5 takes place in such a way that the two-range nut 4a is first screwed onto the short bolt 2 and is loosely moved against the flange 1a. Then the force coupling housing 31a, already assembled with the key 50, is put over the nut 4a and with a screw 33, which extends transversely to the axis 100, fixes the housing 31a, for example also with a centering ring 33, as was explained in FIG. 4. The tie rod 2a is then inserted through the rear axial opening of the force coupling housing 31 and screwed onto the end of the bolt 2a. This screwing can also take place before the force coupling housing 31a is plugged on.
  • clamping cylinder 30a is threaded and the nut 20 is fixed as a counter bearing behind the clamping cylinder.
  • the device is then ready for operation and the flange 1a is tensioned by applying hydraulic pressure to the clamping cylinder. With the key 50 the mother can be moved up.
  • the coaxial counter bearing 20 will be explained with reference to FIG. 5.
  • a sleeve-like union piece 20a is provided, which holds together in the rear region a section of the diameter 21, which is reduced in diameter, of the nut 21a, 21b, which is divided into two or more parts. If the sleeve piece 20a is pushed over the reduced-diameter holding section, the nut cannot be disassembled into its parts and can only be rotated on the thread 2 * of the bolt 2 with its internal thread.
  • the nut breaks down into its two or more elements and can be removed in the radial direction from the thread of the bolt 2 without the counter bearing 20 having to be screwed back all the way.
  • This configuration of the counter bearing is particularly advantageous if the stroke distance of the tensioning cylinder 30 or 30 a is to be retracted or moved in with the counter bearing 20. With single-acting hydraulic cylinders, retraction corresponds to the (manual) reset of the cylinder.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hand Tools For Fitting Together And Separating, Or Other Hand Tools (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Montageverfahren für paketierte Platten (1), die an einem oder über einen Bolzen (2) montiert werden sollen und dabei mit hoher Kraft axial gespannt werden. Zunächst wird eine hydraulische Kraft (30a, 30, F1) aufgebracht, die die Platten (1) zusammendrückt, welche hydraulische Kraft parallel zur Achsrichtung (100) des mit einem Gewinde versehenen Bolzens (2) verläuft. Eine Spannmutter (4, 4a) wird dann schraubend auf dem Bolzen (2) durch eine Drehbewegung in Richtung auf die hydraulisch gespannten Platten zu bewegt. Bei der Drehbewegung werden auf die Mutter (4, 4a) praktisch nur die Kräfte aufgebracht, um sie drehend auf dem Gewinde des Bolzens (2) vorwärts zu bewegen und an die paketierten Platten (1; 1a) anzulegen, ohne daß nennenswerte Gegen- oder Spannkräfte von den durch die Hydraulikeinrichtung (30, 30a) schon vorgespannten Platten (1; 1a) auf die Mutter (4, 4a) einwirken. Mit der Erfindung wird eine höhere Spannkraft leichter und schneller zum Spannen der Platten durch die Hydraulikeinrichtung und gleichzeitig eine Entlastung der Mutter aufgebracht, die bei ihrer Anstellbewegung zu den Platten nicht mehr diese Kraft zusätzlich aufbringen muß. Dennoch kann die Mutter durch das Gewinde und ihre Nachrückbewegung die von der hydraulischen Spanneinrichtung erzeugte Positionierung der Platten sichern und erhält so nur noch die Lagefixierung als Aufgabe zugewiesen.

Description

Montageverfahren für zusammenzuspannende Platten eines Wärmetauschers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem spezifisch die Platten eines Plattenwärmetauschers gespannt werden können, wobei die Kräfte aufgeteilt werden. Einmal wird eine Kraft hydraulisch aufgebracht, um die Platten zunächst zusammenzudrücken und zu spannen, zum anderen wird dann eine Schraube auf einem Bolzen mit Gewinde drehend nachgerückt, wobei nur die Kraft für die Drehbewegung aufgebracht werden muß und keine axial in Bolzenrichtung gerichtete Kraft, die zuvor schon von der Hydraulik-Spanneinrichtung aufgebracht wurde.
US-A 4,150,477 (Willis P. Orr) beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorspannen von zu verbindenden Flanschen. Ein gleichmäßiger Druck wird auf die Flansche bis zu einer vorbestimmten, meßbaren Kompression aufgebracht, und danach werden die Muttern und Bolzen zum Sichern der Flansche verwendet bzw. angeschraubt. Das Anschrauben geschieht "hand tight", während die Hydraulikzylinder den Druck auf die Flansche aufbringen. Sind erste Schrauben und Bolzen handfest (hand tight) befestigt, können die dort als "clamp units" bezeichneten hydraulischen Spanneinrichtungen abgenommen werden, und es werden weitere Bolzen und Schrauben an den Stellen eingebracht, an denen zuvor die Spanneinrichtungen ihren Platz hatten. Nach Lösen der Spanneinrichtungen tragen demnach die bereits von Hand oder mit Schlüssel befestigten Schrauben/Bolzen die Spannkräfte, vgl. dort Spalte 3, Zeile 15 bis 41 , und Spalte 4, Zeile 5 bis 10, sowie dortiger Anspruch 6. Ebenfalls mit der Aufbringung von gesondertem Hydraulikdruck vor Lösen oder Spannen von Kesselschrauben in Kraftwerken befaßt sich die DE-A 22 43 045 (Klöckner-Werke). An einem oben liegenden Rillensystem (dort 19) werden zwei (geteilte) Kuppelbacken (dort 18) eingekuppelt, wobei die Kuppelbacken radial innenseitig komplementär zu dem Rillensystem des dortigen Bolzens ausgebildet sind. Nach dem Einkuppeln der Kuppelbacken wird eine hydraulische Kraft durch dortige Hubzylinder aufgebracht, um den Bolzen zu dehnen und eine am Bolzen weiter unten liegende 50 kg bis 80 kg schwere Kesselmutter über einen von außen eingreifenden Zahneingriff zu lösen (vgl. dort Seite 3, zweiter Absatz, Seite 5, vorletzter Absatz, und Seite 7, vorletzter Absatz). Die Anordnung ist koaxial um den Bolzen angeordnet und bringt eine hydraulische Kraft auf den Kesselflansch auf, bevor Schraubbewegungen an der Kesselmutter erfolgen; diese Vorgehensweise wird sowohl für das Aufdrehen wie auch das Abdrehen der Kesselmuttern beschrieben. Sind alle Kesselmuttern abgedreht, wird durch einen den Kessel umfassenden Tragring (dort 14,15) mit seitlich versetzten Spindelantrieben (dort 26,27,28) eine Hubbewegung ausgeführt, die sämtliche gelösten Kesselmuttern gleichzeitig anhebt, was voraussetzt, daß vor Beginn der Hubbewegung die Kuppelbacken aus dem komplementären Rillensystem am oberen Ende des dortigen Bolzens radial herausbewegt worden sind.
Mit der Erfindung soll eine höhere Spannkraft leichter und schneller zum Spannen von elastisch nachgiebig paketierten Platten - beispielsweise eines Wärmetauschers - durch die Hydraulikeinrichtung möglich sein und gleichzeitig eine Entlastung des die Platten spannenden Mutterelements erreicht werden, das bei seiner Anstellbewegung zu den Platten nicht mehr diese Kraft zusätzlich aufbringen soll.
Die Lösung findet sich im Anspruch 1 oder Anspruch 10 oder Anspruch 13.
Die Mutter kann als "Spann- und Festlegeorgan mit Gewinde" durch ihr Innengewinde und ihre Nachrückbewegung die von der hydraulischen Spanneinrichtung erzeugte Positionierung der Platten sichern und erhält so im wesentlichen (nur) noch die Lagefixierung als Aufgabe zugewiesen. Die Kräfte für das Zusammendrücken der elastisch nachgiebig gestapelten Platten belasten die Mutter bei ihrer Drehbewegung nicht.
Das koaxiale Gegenlager verwendet die Erfindung zum Abstützen des Hydraulikdrucks. Gerade bei der Anwendung bei Plattenwärmetauschern, die einen erheblichen Weg der nachgiebig paketierten Platten erlauben, ist es günstig, das koaxiale Gegenlager nachrücken zu können, wobei - nach Abschalten der Hydraulikkraft - durch eine drehende Einwirkung (von Hand oder maschinell) die Hydraulikeinrichtung in Richtung auf die zusammenzuspannenden Platten nachgeführt wird, ggf. dabei wieder einfährt (Anspruch 1). Nach Erreichen einer vorgegebenen Lage, kann der Hydraulikdruck erneut aufgebracht werden, so daß eine weitere Spannung der nachgiebig paketierten Platten möglich ist. Es schließen sich - insbesondere iterativ - ein oder mehrere dieser Verfahrensschritte an, um nach und nach den vollen Hubweg der zu spannenden Platten auch bei Verwendung von kleinen oder Kurzhub-Hydraulikeinrichtungen vollständig zurücklegen zu können (Anspruch 10, Anspruch 12).
Das koaxiale Gegenlager kann als eine geteilte Mutter oder ein geteiltes Muttereiement ausgebildet sein, um es nach Beendigung des Spannvorgangs von dem Gewinde direkt lösen zu können, ohne erst das Gegenlager zum Ende des mit Gewinde versehenen Bolzens zurückschrauben zu müssen (nachdem es in der zuvor beschriebenen Weise auf demselben Bolzen vorwärts bewegt worden ist). Je nach Länge der Hydraulikeinrichtung kann das koaxiale Gegenlager weiter vorwärts oder weiter zurückgeschraubt sein, für einen langen Spannweg entsprechend der axialen Länge der Hydraulikeinrichtung.
Nach Abschalten des Hydraulikdrucks oder zumindest weitgehenden Senkens des Hydraulikdrucks kann das Gegenlager auch dazu dienen, den - insbesondere einfach wirkenden - Hydraulikzylinder in seine Ruhelage zurückzuschrauben.
Je geringer der maximale Hub der Hydraulikeinrichtung ist, desto öfter wird bei einem vorgegebenen Gesamt-Spannweg der Druck abgeschaltet und das koaxiale Gegenlager nachgeführt.
Die Mutter, die zum Halten des durch die Hydraulikzylinder schon zusammengedrückten Federpakets nachrückt, kann eine polygonförmige Mutter sein, auf ihr kann ein Zahnkranz aufgesteckt sein (Anspruch 4), oder aber die Mutter kann besonders ausgebildet sein, mit einem rückwärtigen Zahnungsbereich, der im Durchmesser reduziert ist gegenüber dem vorderen Anlagebereich (Anspruch 4). Durch die Reduzierung des Durchmessers des rückwärtigen Zahnbereiches der Mutter, kann ein an seiner Front hülsenförmiger Schlüssel mit einer Innenverzahnung über diesen Mutterabschnitt greifen, ohne daß der Durchmesser der Zweibereichsmutter insgesamt vergrößert wird, und es entsteht die Möglichkeit, eine schlanke Ausbildung zu erhalten, die radial auf engstem Raum ein Nachrücken und Anziehen der Mutter durch iteratives Drehen, axiales Abnehmen und Neueingreifen der Innenverzahnung des Schlüssels auf der Mutter und erneutes Drehen ermöglicht. Zylinderkopfschlüssel und Mutter befinden sich dabei in einem ebenso schlanken Gehäuse, das als Hohlkörper die
Aufgabe hat, die hydraulisch aufgebrachte Kraft an der Mutter vorbei direkt auf den zu spannenden Flansch oder die Platten aufzubringen.
Der Hydraulikzylinder kann als Kurzhub-Zylinder, insbesondere bei der Anbringungsvariante der Flansche, oder als Langhub-Zylinder für die über einen größeren Axialhub zu spannenden Federpakete ausgestaltet sein, sie liegen an dem Kraft-Kopplungsgehäuse rückwärtig an und stützen sich an einem Gegenlager ab, das auf dem Bolzen direkt oder auf einem auf das Ende des Bolzens aufgeschraubten Ankerstück mit einem vorderen Innengewinde und einem rückwärtigen Außengewinde (Anspruch 8) aufgeschraubt ist.
Der Spannzylinder kann als einfach wirkender Hydraulikzylinder ausgestaltet sein, dann kann er nach Einwirken der Spannkraft F1 und Verlängerung von Hand zurückgefahren werden, indem der Hydraulikdruck abgeschaltet wird und mit dem Gegenlager schraubend der Hydraulikzylinder in seine Ruhelage zurückversetzt wird. Das Gegenlager kann besonders ausgestaltet sein, es kann als geteilte Mutter gestaltet sein, die nach Abnehmen eines die beiden Halbschalen verbindenden und über einen zylindrisch verjüngten Kragen greifenden Hülsenstücks radial auseinandergenommen werden kann, um sie von dem Gewinde direkt zu lösen, ohne erst das Gegenlager zum Ende des Bolzens zurückschrauben zu müssen. Wird das Hülsenstück auf die geteilte Mutter aufgesetzt, ist sie ein nur in axialer Richtung durch Drehen bewegbares Gegenlager, wird die Hülse entfernt, so zerfällt das Gegenlager in zwei Teile, die radial von dem Gewinde abgenommen werden können.
Das Kraft-Kopplungsgehäuse, das als Kraft-Bypass über die Mutter greift, hat ein Fenster oder eine Luke, durch die ein Schlüssel hindurchgreifen kann, um die Mutter drehend zu betätigen. Statt eines Schlüssels kann auch ein Ritzel auf die Polygonform der Mutter aufgesteckt werden, der als Zahnkranz mit einem von außen durch die Luke eingeschwenkten Antriebsritzel zusammenarbeitet. Für die Variante der Zweibereichs- Mutter ist der Zahnkranz direkt an ihr angeordnet. Das Aufstecken des Zahnkranzes erreicht es, daß von außen mit einem Ritzel oder Getriebe in das Kraft- Kopplungsgehäuse gegriffen werden kann und die Mutter wird drehend betätigt. Ist kein Zahnkranz vorgesehen, so kann auch ein geöffneter Mehrkant-Ringschlüssel an der Mutter formschlüssig angreifen und sie winkelsegmentweise vorwärtsbewegen, ohne daß eine praktisch erhebliche Kraft auf sie einwirkt, vielmehr muß nur die Festlegekraft F2 von dem Spannschlüssel aufgebracht werden, die Spannkraft F1 ist bereits von dem Hydraulikzylinder über das Kraft-Kopplungsgehäuse entstanden.
Die Festlegekraft F2 kann im Endbereich der Spannbewegung, also kurz bevor das Federpaket völlig gespannt ist - bis zu dem vorgegebenen Abstand der einzelnen Platten - oder der Flansch vollständig anliegt, auch größer werden, um gemeinsam mit dem hydraulisch wirkenden Zylinder und der Hauptkraft F1 den abschließenden, nur noch geringen Hub manuell auszuführen, z.B. nur noch eine halbe oder eine ganze Umdrehung der Mutter, die hier aber einen Teil der Spannkraft selbst aufbringt. Manuell kann genauer dosiert und positioniert werden, und diese manuelle Justage am Ende der Spannbewegung kann durch den vorgegebenen maximalen Druck des Spannzylinders eingestellt werden - dann, wenn dieser Druck etwas unterhalb des Druckes liegt, der für die vollständige Spannung der Platten oder des Flansches benötigt wird. Die Differenz des Druckes, die zwischen dem hydraulisch aufgebrachten Druck F1 des Spannzylinders, der auch dann nachdrückt, wenn die Mutter selbst noch eine zusätzliche Kraft F2 in axialer Richtung aufbringt, und dem notwendigen Druck liegt, der hier mit FO bezeichnet werden soll, um die vollständige Spannung zu erhalten, wird dann von der Mutter aufgebracht, so daß sich eine Kraftsumme bildet, F1 + F2 = FO, welche Kraftsumme ausreicht, den Flansch vollständig anzudrücken oder die paketierten Platten so zu spannen, daß ihre vorgegebenen Abstände im Toleranzmaß liegen.
Beispiele für die Bereiche, in denen die Kraft F1 alleine, in denen die Kraft F2 alleine und in denen beide Kräfte gemeinsam wirken, können leicht nachvollzogen werden, wenn angenommen wird, daß ein Hub von 200 mm für das Spannen eines Federpaketes erforderlich ist und auf etwa 195 mm der Hydraulikzylinder die Kraft F1 zum Spannen aufbringt. Erst die letzten beispielsweise 5 mm können unter Aufbringen von beiden Kräften F1 und F2 zurückgelegt werden, wobei die Kraft F1 den Löwenanteil übernimmt und die Kraftkomponente F2 lediglich zusätzlich die zum vollständigen Spannen noch zu ergänzende Kraft aufbringt. Im angenommenen Beispiel kann ein Hydraulikdruck von beispielsweise 710 bar für den Zylinder zum vollständigen Spannen des Paketes erforderlich sein, so daß die Verwendung von 700 bar die Kraft F1 erzeugt und mit der Kraftkomponente F2 (nur) noch ein Ergänzungsdruck von 10 bar zum Beenden des Spannens aufgebracht werden muß.
Wird über den beschriebenen langen Weg ein Nachrücken der Mutter nur durch
Aufbringen von Schraubkräften, also ohne die Kraftkomponente F2 benötigt, so kann eine beschleunigte Drehung durch Eingreifen eines Ritzels in das Fenster des Kraft- Kopplungsgehäuses erfolgen, wobei das Ritzel von außen maschinell oder von Hand gedreht wird und der Antrieb an einer parallelen Achse nachdrückt, um der Vorwärtsbewegung der Mutter zu folgen, da das aufgestülpte Ritzel auf der Mutter nur dünn ist, also nur einen schmalen axialen Bereich einnimmt, während der Hub, der überwunden wird, um ein Vielfaches größer ist.
Die Erfindung(en) werden nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert und ergänzt.
Figur 1 ist eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels. Figur 1a ist eine Sicht in axialer Richtung, bezogen auf die Achse 100, wobei zwei der Vorrichtungen von Figur 1 gleichzeitig an einem Federpaket 1 angreifen. Figur 2, Figur 3,
Figur 4 sind Ausschnittsvergrößerungen, teilweise im Schnitt, von der Einrichtung gemäß Figur 1. Die Schnittebenen A-A, B-B und C-C sind jeweils eingezeichnet und für den Fachmann selbsterklärend. Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem verkürzten Bolzen 2 und einem schlanken Stützgehäuse 31a, zur Festlegung eines Flansches 1a. Figur 6 ist eine axiale Ansicht, teilweise im Schnitt, von der in Figur 5 dargestellten zweiten Ausführungsform.
Das erste Ausführungsbeispiel orientiert sich an einer im Bild liegend dargestellten Hauptachse 100, die die zentrale Achse eines langgestreckten Bolzens 2 ist, der vom linken zum rechten Bildrand der Figur 1 reicht. Dieser lange Bolzen 2 hat ein Außengewinde 2*, und am linken Ende ist eine Mutter ersichtlich, die die Anschlagstelle für ein Federpaket 1 bildet, das aus mehreren paketierten Platten besteht und zusammengespannt werden muß (z.B. ein Wärmetauscher). Eine Mutter 4, die auch auf dem Bolzen 2 aufgeschraubt ist, übernimmt diese Funktion, allerdings muß vor Spannung des Federpakets dieses zusammengedrückt werden, wozu nicht allein die Mutter 4 auf dem Bolzen (im Bild nach links) geschraubt wird, sondern eine hydraulische Spanneinrichtung verwendet wird, die von einem Spannzylinder 30 ausgeht, der sich (rechts im Bild) an einem Gegenlager 20 abstützt, das am anderen Ende des Bolzens 2 aufgeschraubt ist. Je nach Länge des Spannzylinders kann das Gegenlager weiter vorwärts oder weiter zurück geschraubt sein, für einen langen Spannweg von etwa 100 mm oder 200 mm, entsprechend der Länge des (nicht ausgezogenen) Spannzylinders 30. Zwischen dem Spannzylinder 30 und der rechten Fläche des Federpaketes 1 ist ein Kraft-Kopplungsgehäuse 31 vorgesehen, hier als im Durchmesser größeres zylindrisches Kopplungsstück mit einem radial (hier nach vorne) weisenden Fenster 32, durch das die zuvor erwähnte Haltemutter 4 sichtbar ist. Das Fenster 32 ist in seiner Größe so bemessen, daß ein Maulschlüssel durch das Fenster greifen kann und um ein Winkelsegment gedreht werden kann, um die Mutter 4 vorwärts zu bewegen. Gleichzeitig darf das Fenster nicht zu groß sein, um die Hauptkraft F1 des hydraulischen Spannzylinders 30 über das hohlzylinderförmige Gehäuse und seine zylindrischen Wände an der Mutter vorbei auf die Stirnfläche des Federpakets sicher aufbringen zu können.
Die Funktion dieses Grundgerippes der Spannvorrichtung wird deutlich, wenn der Spannzylinder 30 sich - gestützt an dem Gegenlager - unter Beaufschlagung von Hydraulikdruck verlängert und die Kraft F1 über das Kraft-Kopplungsgehäuse 31 zum Spannen des Federpaketes 1 - an der Mutter vorbei - auf das Federpaket aufbringt, so daß es zwischen dem vorderen Stirnende des Kraft-Kopplungsgehäuse 31 und der links im Bild gezeigten Mutter gespannt wird und seine Platten näher aneinanderrücken, bis zu einem vorgegebenen Abstandsmaß. Entsprechend dem vorgegebenen Hydraulikdruck erreicht das Federpaket eine Spannlage, und die Mutter 4 kann, ohne daß ein axialer Druck auf sie einwirkt, leicht mit dem Schlüssel vorwärts bewegt werden, der durch das Fenster 32 greift. Liegt die Mutter dann an der Stirnseite des Federpaketes 1 an, braucht sie nur noch eine kurze Wegstrecke eine Kraftkomponente F2 aufzubringen, um den vom Hydraulikzylinder 30 aufgebrachten Druck zu sichern und nach Lösen des Spannzylinders 30 die axiale Position der äußersten Platte - und damit auch alle anderen Platten - festzulegen. Ersichtlich ist der geringe Arbeitsaufwand, die geringe Kraftaufwendung mit dem Maulschlüssel und die hohe Geschwindigkeit und die Einfachheit, mit der von dem Spannzylinder 30 der größte Weg des Hubes übernommen wird und nur das letzte Ende, z.B. eine Gewindesteigung, von der Mutter 4 übernommen werden muß.
Ist der Spannzylinder 30 nur mit einem solchen Druck beaufschlagt, der gerade noch nicht ausreicht, das Federpaket 1 als die paketierten Platten vollumfänglich bis zu dem vorgegebenen Maß zu spannen, so wird eine Differenzkraft F2 von der Mutter 4 aufgebracht werden, aber nur in einem kurzen Wegabschnitt, der zuvor beispielsweise beschriebenen einen Gewindesteigung, und nur mit der Differenzkraft F2, die dem Spannzylinder (noch) fehlt, um zu der geringfügig höheren Kraft F0 zu gelangen, die zum vollständigen Spannen ausreicht.
Nach Spannen und anschließendem Festlegen durch die Mutter 4 kann der Spannzylinder 30 wieder gelockert werden, dazu wird sein Hydraulikdruck abgeschaltet, und mit der als Gegenlager 20 fungierenden Mutter kann der Zylinder, wenn er ein einfach wirkender Zylinder ist, in seine Ruhelage zurückgeschraubt werden, was manuell geschehen kann. Ebenso kann das Gegenlager 20 auf die
Platten 1 oder den Flansch 1a zu geschraubt werden, um in zumindest einem weiteren Hydraulikschub eine weitere (oder mehrere weitere) Spannvorgänge vorzunehmen, bis das Paket von Platten fest zusammengespannt ist. Danach wird das Gegenlager 20 entweder zurückgeschraubt oder von dem Gewinde abgenommen, wenn es - wie später erläutert werden wird - als geteilt Mutter mit Verbindungshülse ausgestaltet ist.
Eine bevorzugte Antriebsweise, die die Anwendung eines von Hand betätigten Schlüssels erübrigt, ist ein in das Fenster 32 eingreifendes Ritzel 6, das an einem auf die Mutter aufgesetzten Ritzel 5 angreift und von einem Kordelrad 7 von Hand oder von einem maschinellen Antrieb angetrieben werden kann. Aufgrund der geringen Kraft, die zum Bewegen der Mutter 4 erforderlich ist, kann das Rändelrad 7, das in Aufsicht in Figur 1a oder im Schnitt in Figur 3 besser ersichtlich ist, die Vorwärtsbewegung der Mutter übernehmen, und die zusammenarbeitenden Elemente des Kordelrades 7 und des Ritzels 6 sind gemeinsam an einem L-förmigen Plattenträger 43 entlang einer Achse 40 mit der axialen Vorwärtsbewegung der Mutter 4 beweglich, welche Gleitachse 40 in einer Zentralen 102 liegt, die oberhalb und seitlich versetzt gegenüber der zuvor beschriebenen Hauptachse 100 an dem Kraft-Kopplungsgehäuse angeordnet ist. Dieses Mitfahren des Antriebs 7,6 ist in Figur 4 im oberen Bereich deutlicher ersichtlich, welche Figur eine Ausschnittsvergrößerung des Kraft- Kopplungsgehäuses darstellt.
Die beschriebene Vorrichtung und die mit ihr mögliche Arbeitsweise zieht sich durch die weitere Beschreibung und die weiteren Figuren hindurch. Betont soll angesprochen werden, daß gemäß Figur 1a zwei (oder mehr) der beschriebenen Vorrichtungen gemeinsam, synchron oder asynchron, Spannaufgaben an einem Federpaket 1 übernehmen können, wenn es auf axialen Gleichlauf ohne Verkanten der Platten ankommt oder wenn höhere Kräfte aufgebracht werden müssen. Dann verlaufen mehrere Achsen 100, 101 parallel zueinander, und mehrere lange Bolzen 2, 2' werden vorgesehen, die als Verbindungsbolzen zwischen Haltemuttern dienen. Ersichtlich ist in Figur 1a in der Aufsicht auch die Arbeitsweise des Rändelantriebs 7,6 - hier mechanisch mit Kordelrad ausgeführt -, der um die Achse 102 schwenkbar ist und an einer L-förmigen Halteplatte so gelagert ist, daß er in das Fenster 32 hereingreifend eingeklappt werden kann und längs der Gleitwelle 40 mit der Bewegung der Mutter 4 mitlaufen kann (gleitend mitverschieblich ist). Nach Ende der Bewegung kann er wieder um die Achse 102 nach oben auswärts geklappt werden.
Die Figuren 2, 3 und 4 sollen gemeinsam beschrieben werden, da sie alle eng miteinander zusammenhängen und jeweils unterschiedliche Schnitte zeigen. Im Ausschnitt ist das Kraft-Kopplungsgehäuse 31 am deutlichsten in Figur 4 ersichtlich, wie es die Mutter 4 übergreift und einen Innenraum bildet, der der Mutter 4 genügend Spielraum gibt, zusätzlich noch das Aufstecken eines Ritzels 5 auf die Mutter erlaubt, was aus Figur 2 besser ersichtlich ist. Die Polygonform der Mutter nimmt die entsprechend geformte Innenausnehmung 5a des Ritzels 5 formschlüssig auf, und mit dem schematisch eingezeichneten Ritzel 6 greift der zuvor beschriebene Antrieb in das Fenster 32 ein, um das auf die Mutter aufgesteckte Ritzel 5 und damit die Mutter in axialer Richtung der Achse 100 vorwärts zu bewegen. Während der Vorwärtsbewegung ist die Kraft F2 praktisch Null, während die Hauptkraft F1 von dem unter Druck gesetzten Hydraulikzylinder 30 in Achsrichtung 100 auf die äußerte Platte des Plattenpakets 1 - gekoppelt über das Gehäuse 31 - aufbringt. Oberhalb des Koppelgehäuses ist an einem Tragstück 42 eine Welle 40 ersichtlich, die an einem Handgriff 41 in ihrer Achsrichtung 102 aus dem Tragstück 42 herausgezogen werden kann und den Antrieb 6,7, der in Figur 2 in Stirnansicht mit der L-förmigen Platte 43 näher ersichtlich ist, aufnehmen kann. Auf dieser Achse 40 ist der Antrieb 43, 6,7 in Richtung der Achse 100 längsverschieblich, und er kann der Bewegung der Mutter 4 folgen. Gleichzeitig ist ein Schwenken um die Achse 102 möglich.
Damit das Kraft-Kopplungsgehäuse 31 nicht einseitig nach unten geneigt verläuft, ist ein Zentrierring 33 vorgesehen, der nahe der Anlagefläche des in eine topfförmige Ausnehmung an dem Gehäuse greifenden Spannzylinders 30 so liegt, daß das Kraft- Kopplungsgehäuse 31 eng anliegend an dem Bolzen 2 gegen Verkippungen geschützt ist.
Ist der Bolzen 2 nur kurz, kann ein auf das Gewinde 2* aufgeschraubter Zuganker 2a verwendet werden, wie er in Figur 5 dargestellt ist. Außerdem ist die Variante von Figur 5 vorteilhaft hinsichtlich einer schlanken Gestaltung des Kraft- Kopplungsgehäuses 31a, das in dieser Ausführung eine andere geometrische Gestalt hat und eine langgestreckte und eng an die Dimension der in ihm liegenden Mutter 4a angepaßt ist. Dieses Kraft-Kopplungsgehäuse 31a hat einen langgestreckten, aber im Durchmesser gegenüber Figur 1 reduzierter Zylinderabschnitt und einen hinteren Halteabschnitt 34, der mit einer Zylinderschraube 33 zusammengehalten wird. Der Spannzylinder 30a ist hier im Durchmesser größer, aber stark verkürzt, und es ist bei der Variante von Figur 5 nur ein geringer Hub von ihm aufzubringen, wozu er sich an dem gleich ausgestalteten Gegenlager 20 abstützt.
Die Hauptkraft F1 wird von dem Spannzylinder über das schlanke Stützgehäuse 31a auf den Flansch 1 a übertragen, auch hier vorbei an der Mutter 4a und unabhängig von der Bewegung der Mutter. Auch hier ist die von der Mutterkraft unabhängige Spannkraft F1 der Hauptanteil der zum Anflanschen benötigten Kraft, während die Kraftkomponente F2 erst im letzten Moment des Spannens hinzutreten kann und nur einen Bruchteil der vom Spannzylinder 30a aufgebrachten Kraft ist.
Der Zuganker 2a, der am Ende des kurzen Bolzens 2 in Figur 5 angesetzt ist, bildet die Verlängerung, an der das Gegenlager 20 schraubend festgelegt ist. Der Zuganker hat dabei einen vorderen Schraubabschnitt 2b mit einem Innengewinde, um auf den Bolzen 2 mit seinem Gewinde 2* aufgeschraubt zu werden, und einen hinteren Bolzenabschnitt 2c mit Außengewinde 2**, zur Festlegung des Gegenlagers 20. Seine Länge bemißt sich an der Länge des Spannzylinders 30a und dieser an dem nötigen Hub zum Spannen des Flansches 1a.
Im vorderen Bereich des schlanken Kraft-Kopplungsgehäuses 31 soll die besonders ausgestaltete Zweibereichs-Mutter 4a erläutert werden, die einen vorderen Druckabschnitt 4c, der hier zylindrisch ist, und einen hinteren Ritzel-Abschnitt 4b hat, der im Durchmesser reduziert ist und auch zylindrisch ist. Dazwischen ist ein leicht kehlförmig verlaufender Übergangsbereich gelegen. Der im Durchmesser reduzierte hintere Ritzel-Abschnitt hat nach radial außen ragende Zähne, in die ein Hülsenkopfschlüssel 50 greift, der aus einem vorderen Hülsenabschnitt 52 und einem abragenden Griffstück 51 besteht. Die Zylinderhülse hat einen Durchmesser, der zusammen mit dem Durchmesser des hinteren Ritzel-Abschnitts 4b der Zweibereichs- Mutter 4a keinen größeren Gesamtdurchmesser bildet, als der vordere Druckabschnitt 4c der Mutter 4a aufweist, so daß das schlanke Stützgehäuse über die zusammengefügten Zylinderbereiche von Mutter und Schlüssel eng angepaßt greifen kann. Es können eng beieinanderliegende Bolzen so bearbeitet werden, und der Schlüssel kann mit einer leichten axialen Rückwärtsbewegung umgesetzt werden und dann erneut auf die Zahnung des Zahnbereiches 4b der Mutter aufgeschoben werden und um ein weiteres Winkelsegment weitergedreht werden. Damit wird die Mutter 4a vorwärts bewegt, während im übrigen die Vorrichtung so arbeitet, wie bei Figur 1 beschrieben.
Das Fenster 32 ist auch in diesem Kraft-Kopplungsgehäuse 31a vorgesehen; durch dieses Fenster greift der Handgriff 51 des Hülsenschlüssels 50, wie aus Figur 6 ersichtlich ist.
Die Montage der Vorrichtung gemäß Figur 5 geht so vonstatten, daß zunächst auf den kurzen Bolzen 2 die Zweibereichs-Mutter 4a aufgeschraubt wird und locker gegen den Flansch 1a bewegt wird. Dann wird das bereits mit dem Schlüssel 50 zusammengefügte Kraft-Kopplungsgehäuse 31a über die Mutter 4a gestülpt und mit einer Schraube 33, die quer zur Achse 100 verläuft, das Gehäuse 31a fixiert, z.B. auch mit einem Zentrierring 33, wie er bei Figur 4 erläutert war. Anschließend wird der Zuganker 2a durch die hintere axiale Öffnung des Kraft-Kopplungsgehäuses 31 hindurchgesteckt und auf dem Ende des Bolzens 2a aufgeschraubt. Dieses Aufschrauben kann auch schon vor dem Aufstecken des Kraft-Kopplungsgehäuses 31a erfolgen. Danach wird der Spannzylinder 30a aufgefädelt und die Mutter 20 als Gegenlager hinter den Spannzylinder festgelegt. Die Vorrichtung ist dann betriebsbereit, und durch Aufbringen von Hydraulikdruck auf den Spannzylinder wird der Flansch 1a gespannt. Mit dem Schlüssel 50 kann die Mutter nachgerückt werden.
Das koaxiale Gegenlager 20 soll anhand der Figur 5 erläutert werden. Es ist ein hülsenartiges Überwurfstück 20a vorgesehen, das im hinteren Bereich einen im Durchmesser reduzierten Abschnitt der in zwei oder mehr (Teile) zerlegten Mutter 21a, 21b zusammenhält. Ist das Hülsenstück 20a über den im Durchmesser reduzierten Halteabschnitt herübergesteckt, kann die Mutter nicht in ihre Teile zerlegt werden und nur mit ihren innen vorgesehenen Gewinde auf dem Gewinde 2* des Bolzens 2 drehend bewegt werden. Wird das Hülsenstück 20a aber entfernt (axial nach rückwärts abgenommen), so zerfällt die Mutter in ihre zwei oder mehrere Elemente und kann in radialer Richtung von dem Gewinde des Bolzens 2 abgenommen werden, ohne daß das Gegenlager 20 den gesamten Weg zurückgeschraubt werden muß. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung des Gegenlagers dann, wenn mit dem Gegenlager 20 die Hubstrecke des Spannzylinders 30 oder 30a wieder eingefahren werden oder nachgerückt werden soll. Bei einfach wirkenden Hydraulikzylindern entspricht das Einfahren der (manuellen) Rückstellung des Zylinders.

Claims

Ansprüche:
1. Montageverfahren für elastisch nachgiebig paketierte Platten (1), die an einem oder über einen mit einem Außengewinde (2*, 2**) versehenen Bolzen (2) montiert werden sollen und dabei mit hoher Kraft axial, insbesondere auch gegeneinander, gespannt werden, bei welchem Verfahren
(a) von einer Hydraulikeinrichtung (30, 30a) eine Druckkraft (F1 ) aufgebracht wird, um die Platten (1) zusammenzudrücken, welche Kraft parallel zur Achsrichtung (100) des Bolzens (2) verläuft; (b) ein Spannorgan (4,4a) schraubend auf dem Bolzen (2) durch eine
Drehbewegung in Richtung auf die zusammengespannten Platten bewegt wird, bei welcher Drehbewegung auf das Spannorgan (4,4a) praktisch nur die Kräfte aufgebracht werden, um es drehend auf dem Außengewinde des Bolzens (2) vorwärts zu bewegen und an die paketierten Platten (1) anzulegen, ohne daß nennenswerte Gegen- oder Spannkräfte - von den durch die Hydraulikeinrichtung (30,30a) schon vorgespannten Platten (1) - auf das Spannorgan (4,4a) einwirken; (c) wobei ein über das Spannorgan (4,4a) gestülpter Hohlkörper (31 ,31 a) die hydraulische Druckkraft (F1) auf die paketierten Platten (1) überträgt, ohne das Spannorgan zu belasten, welcher Hohlkörper sich über die
Hydraulikeinrichtung (30,30a) an einem koaxialen Gegenlager (20) mit einem Innengewinde axial abstützt und im Eingriff mit dem Außengewinde (2*, 2**) des Bolzens (2) in Axialrichtung bewegt wird, wenn die hydraulische Druckkraft abgeschaltet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Hohlkörper (31 ,31a) hülsenförmig ist und - insbesondere radial eng benachbart - über eine Mutter (4,4a) gestülpt wird, zum axialen Übertragen der hydraulischen Druckkräfte (F1).
3. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das koaxiale Gegenlager (20) eine geteilte Mutter (21a,21b) aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem
(a) ein Zahnkranz mit nach außen zeigendem gleichförmigen Zahnungsverlauf und einem zu dem Mehrkant einer Mutter (4) als Spannorgan passenden Innenausschnitt (5a) formschlüssig auf die Mutter aufgesteckt wird und Kräfte zum Drehen der Mutter durch ein manuell oder maschinell (7) betätigtes Ritzel (6) auf den Zahnkranz aufgebracht werden; oder
(b) eine Zweibereichs-Mutter (4a) als Spannorgan einen insbesondere zylinderhülsenförmigen, vorderen Anlagebereich (4c) und einem daran nach rückwärts anschließenden, schlankeren Zahnungsbereich (4b) besitzt, dessen nach radial außen ragende Zahnung konzentrisch zur Achse (100) des Bolzens (2) verläuft, um ein hülsenförmiges Ende (52) eines Betätigungsschlüssels (50) aufzunehmen, mit dem die Mutter axial schraubend bewegt wird, wobei die Außenabmessungen des vorderen Anlagebereiches (4c) und die Außenabmessungen des Hülsenendes (52) des Schlüssels (50) im wesentlichen gleich sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Hohlkörper (31 ,31a) ein radial gerichtetes Fenster (32) hat, in welches ein drehbares Ritzel (6) oder ein Maulschlüssel oder ein Hülsenschlüssel (50;51 ,52) eingreift und eine Drehbewegung auf das Spannorgan (4,4a) ohne Beeinflussung der hydraulischen
Axialspannkräfte (F1) überträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das drehbare Ritzel (6,7) um eine zweite Achse (102,40) abgekippt wird, die seitlich am Hohlkörper (31 ,31a) angeordnet ist (42) und parallel zur Bolzenachse (100) verläuft, um das Ritzel aus seinem Eingriff mit einem Zahnkranz (5) des Spannorgans (4, 4a) zu lösen.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem zwei oder mehr Spanneinrichtungen an zwei oder mehr Achsen (100,101) von Bolzen (2,2') gleichzeitig betrieben werden und Spannkräfte und nachrückende Halteschrauben (4) synchron arbeiten, wodurch eine Verkippung der Platten (1) aus einer zu den Achsen senkrechten Ebene weitestgehend vermieden wird.
8. Verfahren nach einem voriger Ansprüche, bei dem auf dem Bolzen (2) ein zylindrisches Ankerstück (2a) mit gleicher Achse aufgeschraubt wird, um den
Bolzen nach rückwärts zu verlängern und an der Verlängerung das Gegenlager (20) für die hydraulische Spanneinrichtung (30,30a) zu montieren.
9. Verfahren nach einem voriger Ansprüche, wobei die Platten flach sind, eine Antriebseinrichtung (7) entlang einer Welle (40) in einer zweiten Achse (102) axial bewegt wird und der Vorwärtsbewegung des Spannorgans (4) nachgeführt wird, ohne daß ein Zahnungseingriff eines Ritzels am Antrieb (7) und auf dem Spannorgan (4) verlorengeht.
10. Verfahren zum Montieren von (elastisch) nachgiebig paketierten Platten (1), die über einen mit einem Außengewinde (2*,2**) versehenen Bolzen (2) montiert werden sollen und dabei mit hoher Kraft axial, insbesondere auch gegeneinander, zusammengespannt werden, bei welchem Verfahren
(a) von einer Hydraulikeinrichtung (30, 30a) eine Druckkraft (F1) aufgebracht wird, um die Platten (1) zusammenzudrücken, welche Kraft parallel zur Achsrichtung (100) des Bolzens (2) verläuft;
(b) ein Spannorgan (4,4a) schraubend auf dem Bolzen (2) durch eine Drehbewegung in Richtung auf die zusammengespannten Platten bewegt wird, bei welcher Drehbewegung auf das Spannorgan (4,4a) praktisch nur die Kräfte aufgebracht werden, um es drehend auf dem Außengewinde des Bolzens (2) vorwärts zu bewegen und an die paketierten Platten (1) anzulegen, ohne daß nennenswerte Gegen- oder Spannkräfte - von den durch die Hydraulikeinrichtung (30,30a) schon vorgespannten Platten (1) - auf das Spannorgan (4,4a) einwirken; (d) wobei ein über das Spannorgan (4,4a) gestülpter Körper (31 ,31a) sich über die Hydraulikeinrichtung (30,30a) an einem - mit einem Innengewinde versehenen - koaxialen Gegenlager (20) axial abstützt; (c2) die hydraulische Druckkraft (F1) eingeschaltet wird und die paketierten
Platten (1) ein erstes Stück zusammengespannt werden, gem. Merkmal (a), ohne das Spannorgan zu belasten; (c3) die hydraulische Druckkraft (F1) nach Vorwärtsbewegen des Spannorgans (4,4a), gemäß Merkmal (b), im wesentlichen abgeschaltet wird; (c4) das koaxiale Gegenlager (20) in Axialrichtung auf die paketierten Platten (1) nachgerückt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Hydraulikzylinder (30,30a) mit dem koaxialen Gegenlager (20) - im ständigen Eingriff der Gewinde - am Außengewinde des Bolzens (2) bewegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem
(a) die hydraulische Druckkraft (F1) erneut eingeschaltet wird und die paketierten Platten (1) ein zweites Stück zusammengespannt werden, gem. Merkmal (a), ohne das Spannorgan zu belasten; (b) die hydraulische Druckkraft (F1) nach Vorwärtsbewegen des Spannorgans
(4, 4a), gemäß Merkmal (b), erneut im wesentlichen abgeschaltet wird;
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem voriger Ansprüche, bei der - am vorderen Ende eines Hydraulikzylinders (30,30a), insbesondere eines einfach wirkenden Hydraulikzylinders, ein an einem - auf einem Bolzen (2) schraubend bewegbaren - Mutterelement (4,4a) vorbeigreifendes Kraft- Kopplungsgehäuse (31 , 31a) anliegt, zum Übertragen hydraulischer Spannkräfte (F1) an dem Mutterelement (4,4a) vorbei und direkt auf das elastisch nachgiebige Plattenpaket (1) eines Wärmetauschers;
- wobei der Hydraulikzylinder (30,30a) über ein rückwärtiges mit einem
Innengewinde versehenes Gegenlager (20;20a,21a,21b) an einem mit einem Außengewinde (2*) versehenen langen Bolzen (2) oder Ankerstück (2a), das verlängernd an einem kurzen Bolzen angeschraubt ist, axial festlegbar und bewegbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Kraft-Kopplungsgehäuse (31 ,31a) eine radial offene Luke (32) aufweist, zum Eingreifen einer Betätigungseinrichtung (6, 50), wie Ritzel, Maul- oder Zylinderkopfschlüssel, für das drehende Nachführen, Festlegen oder Justieren des Mutterelements (4,4a) an dem Federpaket (1 ,1a).
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher der Hydraulikzylinder (30,30a) in Richtung auf das Plattenpaket - im ständigen Eingriff der Gewinde - bewegbar ist, nach wesentlichem Senken oder Abschalten der hydraulischen Spannkraft (F1).
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