FI60063C - Anordning foer foerspaenning av skruvbultar - Google Patents

Description

».««ft—T| rftl ,.., KUULUTUSJULKAISU £Γ\Γ\£~τ

( 1) UTLÄGGNINGSSKRIFT 6006 J

^ ^ (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 F 16 B 31/0^ SUOMI—FINLAND <*) Pttunulhakemu*— Pttantamekning 1958/7*+ (22) HikamlspUvi — AmBknlngsdag 26.06.7** ' (23) Alkupllvi—GUtlghaudag 26.06.7^ (41) Tullut luikituksi — Bllvlt offantllf 27.12.75

Patentti· ja rekisterihallitut .... ......... , . ,, .. .

_ ' . (44) Nthtivtkslpanon ja kuuLJulkalsun pvm. —

Patent· oeh registerstyrelsen Arattkin utlagd och utl.ikrifwn publtcarad 31.07.8l (32)(33)(31) Fyydattjr atuoikaus — Bagtrd priorltet (71) Jozsef Piroska, Meteorvägen 3/D, Järfälla, Erik Rummelhoff, Brändö-vägen 32, Vällingby, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Jozsef Piroska, Järfälla, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Oy Kolster Ab (5l) Laite ruuvipulttien esijännittämiseksi - Anordning för förspänning av skruvbultar Tämä keksintö koskee laitetta ruuvipulttien esijännittämiseksi, joka laite käsittää ruuvipultille kierretyn hydraulisesti toimivan männän, kiinteää . I . .

alustaa vastaan olevan ja männän sama-akselisesti vastaanottavan sylinterin, jolloin sylinterin ja männän väliseen tilaan on suunniteltu hydraulisesti paineistettava painekammio, jonka männän ja sylinterin välille sijoitetut rengasmaiset tiivisteet sulkevat tiiviisti, ja mutterin, joka sijaitsee ruuvipultin männästä ulkonevassa, vapaassa päässä, joka mutteri on kierretyssä asennossa sylinterin yläpintaa vasten.

Raskaasti kuormitetut ruuvipultit ovat tavallisesti esijännitettyjä, jotta ruuviliitos voi kuormituksen aikana normaalisti pitää sillä yhteenliite-tyt rakenneosat paikallaan ilman ruuvipultin lisävenytystä. Tavallisesti ei ole mahdollista saada aikaan pultin esijännitystä eli venytystä ainoastaan pultin kanssa yhteisvaikutuksessa olevan mutterin vedolla sen johdosta, että on epävarmaa saada tällä tavalla toivottu esijännitys riittävällä tarkkuudella, että aiheutetaan liian suuri vääntömomentti esimerkiksi pitkään ruuvipulttiin, ja että on ylipäänsä vaikeaa saada tarvittavaa vääntömomenttia mutteriin. Lisäksi asetetaan useilla pulteilla varustetuissa laaturakenteissa vaatimus siitä, että esijännityksen jokaisessa pultissa on oltava tarkasti määrätty ja monessa tapaukses- 2 60063 sa tasaisesti jaettu eri pulteille. Viimeksimainittu vaatimus asetetaan esimerkiksi pulteille, joita käytetään valssilaitoksissa, suurehkoissa dieselmoottoreissa, reaktoriastioissa ja painejohdoissa.

Sellaiset laitteet ovat tunnettuja, joissa ruuvipultteja esijännitetään hydraulisesti toimivien mäntien avulla. Tällöin liitetään hydraulimäntä jollakin tavalla ruuvipulttiin ja tämä venyttää pulttia siten, että ruuviliitoksen mutteri voidaan kiertää alustaansa vasten ainoastaan kevyellä kierrolla. Sitten kun kuormitus on poistettu hydraulimännästä ja mäntä siihen kuuluvine apulaitteineen on poistettu ruuvipultista, jää pultti venytettyyn eli esijännitettyyn tilaan. Mutterin irroittamiseksi menetellään päinvastaisesti.

Sellainen tunnettu laite (GB-pat.julk. 1 OlU i+T9) käsittää erikoisen laitteen, missä ruuviliitoksen mutterin ja pulttipään ympärille sijoitetaan jalka, mikä on liitetty hydraulisesti toimivaan sylinteri-mäntäyksikköön. Laite asetetaan jalka mutterin alustaa vasten, jolloin mäntä liitetään erityisillä elimillä mutterin läpi esiintyöntyvään ruuvipultin kierteitettyyn päähän. Tällä laitteella on haittana suuret mitat ja suhteellisen korkea paino siinä yhteydessä, että laitetta täytyy siirtää ruuviliitokselta seuraavalle jokaisen vetoa varten ja käsitellä tällöin sen painon johdosta erityisten ripustuslaitteiden avulla. Laite tulee siksi raskaasti käsiteltäväksi ja hitaaksi käytössä, eikä sitä voida sopivasti käyttää, kun useita ruuviliitoksen pultteja on vedettävä samanaikaisesti.

Vastaava laite käsittää ruuvipultin päälle ruuvatun apumutterin, mihin vaikutetaan sama-akselisesti apumutterin alle järjestetyn hydraulisen mäntä-sylinteri -yksikön avulla, ffyös tässä tapauksessa täytyy apulaite ruuvipultin venyttämistä varten joka tapauksessa asettaa venytettävän pultin päälle ja sen jälkeen taas poistaa.

Eräs muu tunnettu laite käsittää rengasmaisen männän, mikä on ruuvattu ruuvipultin pään ympärille. Tämän männän ympärille ja alle on järjestetty sylinteri, mikä yhdessä männän kanssa sulkee painetilan. Männän ympärille on ruuvattu lopuksi lukitusmutteri eli kiinnitysmutteri olemaan sylinteriä vasten. Tällä laitteella on se haitta, että kuormitus lopullisesti venytetyssä ja kiinnitetyssä pultissa siirretään kahden kierreliitoksen kautta, minkä lisäksi laite edellyttää männän tarkkaa ohjausta kahta sylinterimäistä, yhteistoimivaa ohjauspinta-paria pitkin ja lopuksi se ei kompensoi kulmapoikkeamien vaikutusta, mikä tulee pultin akselisuuntaan alustan suhteen. Ruuvipultilla, millä alusta alkaen on tällainen kulmapoikkeama, on taipumus venytyksen aikana oieta voiman suuntaan, mikä tapahtuu suhteellisen suurella puristuspaineella voimaasiirtävien pintojen välillä, esimerkiksi alustalla. Pultti voi myös joutua alttiiksi taivutukselle. Laitteen rakenteen johdosta liittyy siihen lisäksi vaikeus perinteisellä tavalla irroittaa pultin kiinnitysmutteria, jos tämä hätätapauksessa olisi tarpeen.

3 60063

Eräässä muussa tunnetussa laitteessa on kiinnitysmutteri ruuvipultin sen osan, mihin tartutaan venytyksessä, ja itse alustan välissä. Myös tässä tapauksessa tapahtuu venytys hydraulisesti käyttäen rengasmaista painetilaa, mitä rajoittaa ruuvipultin yhteydessä oleva mäntä, mitä painetilaa rajoittaa ulompi sylinteri ja sylinteriin teleskooppimaisesti järjestetty mäntä. Kiinnitysmutteri sijaitsee venytyksessä kuormitetulla pultin osalla. Tästä on se haitta, että mutteriin tarttuvaa pultin kierteitettyä osaa venytetään venytyksessä siten, että pultin ja mutterin välinen kitka lisääntyy kierreotteessa, mistä on seurauksena vaikeus kiertää mutteria, erikoisesti pitkällä kierreotteella. Kiinnitysmutterin saavutettavuus tulee lisäksi olennaisesti vaikeutetuksi, sillä jokin tukilaite, esim. tukirenkaan muotoinen, täytyy olla rengasmaisen painetilan ja kiinteän alustan välissä.

GB-pat.julkaisussa 9^7 090 on myös kuvattu hydraulisesti toimiva esijän-nityslaite. Tämän julkaisun kuviosta 5 on erityisesti nähtävissä esijännitys-laite, jossa kuormitusta kantava mutteri on kierretty pultin vapaaseen päähän ja aiheuttaa sylinterin avulla paineen pohjapintaa vastaan. Mäntä on kierretty pulttiin ja sijoitettu mutterin ja pohjapinnan välille. Tämä mäntä on liukuvana mainitussa sylinterissä.

Keksinnön mulkaisen laitteen tärkeimmät eroavaisuudet tähän ovat: - sylinterin aksiaalinen ulottuvuus on suurempi kuin männän aksiaalinen ulottuvuus. Sen tähden sylinterin ja männän muodostama kokonaisuus voidaan kokonsa puolesta sopeuttaa kuormitusta kantavan mutterin mukaan, mikä on käytännössä sangen tärkeää ja mahdollistaa sekä sylinteriyksikön että kuormitusta kantavan mutterin käytön samalla työvälineellä - sylinterin ja männän muoto mahdollistavat männälle hiukan vinon asennon sylinterin sisällä, jolloin voidaan kompensoida mahdollinen pultin deformoitu-minen esivedossa.

Myös NO-pat.julkaisussa 109 319 esitetään eräs edellä kuvatun tekniikan tason mukainen ruuvipultin esijännityslaite.

Keksinnön tarkoitus on eliminoida esijännitystä ja esijännitettyjen ruuvipulttien kiinnitystä varten olevien tunnettujen laitteiden haitat, jolloin pultti esijännitetään hydraulisesti toimivan, pultin päälle kierretyn männän avulla, mikä on yhteistoiminnassa sitä sama-akselisesti ympäröivän, kiinteää alustaa vasten olevan sylinterin kanssa.

Keksinnölle on tunnusomaista se, että männän ulkopinta pienen etäisyyden päässä ulommasta tiivistysrenkaasta suppenee kartiomaisesti sisäänpäin, että sylinterin sisäpinta pienen etäisyyden päässä sisemmästä tiivistysrenkaasta suuntautuu kartiomaisesti ulospäin, ja että männän yläpinta venytysasennossa on etäisyyden päässä sylinterin yläpinnasta.

Mäntä on tunnetulla tavalla ohjattu kiertymättömästi sylinterissä tapilla, 60063 joka tarttuu mäntään aksiaalisessa urassa. Laitteen käytön kannalta on edullista, että sekä sylinteri että mutteri on varustettu ruuviavaimeen soveltuvilla ulkopinnoilla. Lisäksi ainakin toinen sylinterin ja mutterin välisistä kosketuspinnoista on kupera kompensoidakseen ruuviliitoksen kulmapoikkeama.

Keksintöä kuvataan seuraavassa suoritusesimerkillä ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 on sivukuva keksinnön mukaisesta esijännityslaitteestä, osaksi leikattuna, jolloin laite on kuormittamattomassa tilassa.

Kuvio 2 on osaleikkaus kuviosta 1, suuremmassa mittakaavassa.

Kuvio 3 on kuviota 1 vastaava kuva, esittäen laitetta pultin venytetyssä asennossa, ennenkuin kiinnitysmutteri on kierretty kiinni.

Kivio ^ on vastaava kuva, jolloin kiinnitysmutteri on kiinnikierretyssä asennossa.

Kuvio 1 esittää ruuvipultin 2 päätä, mikä ulottuu kiinteässä alustassa 1 olevan aukon 20 läpi. Ruuvipultin päälle on kierretty mäntä 3, minkä männän ottaa vastaan alustaa vasten lepäävä sylinteri il·. Sylinterissä il· on sisempi, pulttiak-selin kanssa sama-akselinen sylinterimäinen pinta 6. Tämä pinnan kanssa on yhteistoiminnassa männän 3 rengasmainen reuna 7* mihin reunaan on upotettu rengasmainen tiiviste 15, mikä on 0-rengas tai vastaava, jotta saadaan aksiaalinen liukuva tiivistys sylinteripintaa 6 vasten. Tämän pinnan loppukohdasta kulkee sisäänpäin rengasmainen seinäosa 11, mikä liittyy tiivistysreunaan 8, mihin on upotettu tiiviste 15', mikä on samoin 0-rengas tai vastaava. Viimeksimainitun tiivietysreunan ja tiivisteen kanssa on yhteistoiminnassa aksiaalisesti liukuvasti männän sylin-teripinta 9. Männässä on seinäosaan 11 liittyvä rengasmainen seinäosa 12, mikä ulottuu sylinteripinnasta 9 tiivistysreunaan 7- Tiivistysreunat 7 ja 8 tiivistei-neen 15, 15' sijaitsevat olennaisesti tasossa, mikä on kohtisuorassa pulttiakselin suhteen. Rengasmaisissa seinäosissa 11 ja 12 on kartiomaiset vastepinnat, jotta mahdollistetaan tiivisteiden sijoitus toistensa kohdalla oleviin uriin. Reunasta 7 kulkee männän vaippapinta 13 vinosti sisäänpäin sylinteriakselia kohti ja muodostaa kartiomaisen pinnan. Vastaavalla tavalla kulkee sylinterin il· sisempi vaippa-pinta lh vinosti ulospäin puittiakseli sta ja muodostaa kartiopinnan.

Kiinnitysmutteri 5 on kuviossa 1 esitetty asennossa, missä se on sylinterin U ulompaa, vapaata päätypintaa vasten. Mäntä sijaitsee sylinterissä i+ pohja-asennossa, jolloin sylinterin seinäosa 11 on männän vastaavaa seinäosaa 12 vasten. Männän ylempi päätypinta 23 on välimatkan päässä mutterin 5 asemaasta päätypin-nasta, jolloin näiden pintojen väliin muodostuu rako c. Mäntä 3 on ohjattu aksiaalista liikettä varten sylinterissä il· tapilla 16, mikä tarttuu aksiaaliseen uraan 17.

Mutteri 5 on kuvion 1 mukaisessa asennossa ainoastaan kevyesti kierretty sylinteriä U vasten.

Pultin 2 venyttämiseksi ja esi jännittämiseksi tuodaan paineväliaiShtetta 5 60063 yhden tai useamman tulojohdon 18 ja kanavan 19 kautta sylinterin ja männän väliin. Mäntä kohoaa tällöin kuviossa 3 esitettyyn asentoon ja venyttää pulttia 2, mikä kierreotteella on yhdistetty mäntään. Pulttiin kierretty mutteri 5 seuraa mukana venytysliikkeessä siten, että sylinterin 4 ylä-sivu 21 ja mutterin 5 alasivu 22 muodostavat väliinsä raon b. Rakoleveys vastaa pultin tarkoitettua venytystä. Raon c leveys lähtöasennossa on suurempi kuin raon b leveys siten, että männän yläsivu 23 ei tule samaan tasoon sylinterin yläsivun 21 kanssa, vaan on etäisyyden a päässä sen alapuolella. Tässä asennossa kierretään mutteri 3 kevyesti sylinteriä vasten siten, että pinnat 21 ja 22 joutuvat suhteellisen pienellä paineella toisiaan vasten. Tämä kierto voidaan suorittaa käsin tai yksinkertaisella käsityökalulla, momenttiavaimella tai vastaavalla.

Kiinnikierretyssä asennossa on mutteri 5 sylinteriä 4 vasten kuvion 4 mukaisesti, jolloin mutterin ja männän 3 välissä on rako a. Tässä vaiheessa poistetaan sylinterimäisten pintojen 6, 9» tiivisteiden 15, 15' ja seinä-osien 11, 12 rajoittamasta rengasmaisesta painekammiosta 10 paineväliai-neen aiheuttama kuormitus. Pultin 2 venytysvoima tulee tällöin mutterin 5 ja kosketuspintojen 21, 22 ja sylinterin 4 kautta siirretyksi alustaan 1. Mäntä 3 on täysin vapautettu kaikesta paineesta.

Ideaalisessa tapauksessa edellytetään, että kaikilla kosketuspinnoilla on täsmällinen geometrinen muoto, mikä normaalisti pitää sisällään sen, että pulttiakseli kulkee kohtisuoraan esimerkiksi tasomaista alustaa vasten, että kaikki poraukset ovat samankoskeisiä pulttiakselin kanssa, että osien aksiaaliset kosketuspinnat ovat kohtisuoraan pulttiakselin suhteen ja että muita sovitusvikoja ei esiinny. Normaalisti on kuitenkin otettava huomioon tietyt kulmapoikkeamat liitoksen yhdessätoimivien osien välillä, ja koska suurta voimansiirtoa varten olevassa liitoksessa on kysymys ruuvipulteista, joilla on suhteellisen suuri läpimitta, täytyy ottaa huomioon kyseessäolevat poikkeamat. Venytyksessä on pultilla taipumus ottaa aksiaalinen asento niin läheltä tuloksena olevaa voimasuuntaa kuin mahdollista ja silloin on tärkeää, että jännityslaite ja liitoksen osat eivät vastueta tätä pultin asetustaipumusta itse venytystapahtuman aikana. Venytyksen aikana asetetaan pultti alttiiksi aksiaalikuormitukselle lähinnä männällä 3 ja mäntä ohjaa yleensä eitä sivusuunnassa. Jos pultin akseli ei jostakin syystä ole sama-akselinen sylinterin 4 akselin kanssa, sen johdosta että sylinteri ollessaan alustaa vasten asettuu vinoon pultin suhteen, ei tämä vinoasento vaikuta männän kautta suoraan pulttiin, koska männällä on mahdollisuus ottaa tietty vinoasento sylinterissä muuttumattomalla aksiaalisella liukuvuudella sylinterissä. Tämä männän vinoasento sy- 6 6 O O 6 3 linterissä mahdollistetaan siten, että tiivistysreunat 7, 8 tiivisteineen 15, 15' ovat olennaisesti samassa tasossa, mikä on olennaisesti kohtisuorassa pulttiakselin suhteen, jolloin poikkeamisella tästä tasosta ei ole mitään mainittavaa vaikutusta yhteistoimivien sylinteripintojen ja tii-vistysreunojen suhteelliseen asentoon. Normaalisti tehdään sylinteri ja mäntä siten, että yhteistoimivien pintojen ja tiivistysreunojen välinen radiaalinen välys on suuruusluokaltaan pari tuhannesosa millimetriä. Tällä välyksellä otetaan helposti vastaan ne kulmapoikkeamat, mitkä voivat tulla kysymykseen, ilman että yhteistoimivat pinnat ja reunat lukittuvat toisiinsa.

Jotta tehdään männälle mahdoliiseksi ottaa esteettä jonkin verran vino asento, ovat männän ja sylinterin tiivistysreunoihin liittyvät vaippa-pinnat 13 ja vastaavasti 14 kartiomaiset siten, että tiivistysreunasta lähtien eroava rako muodostuu sylinterin sylinterimäisen pinnan ja vastas-saolevan kartiomaisen vaippapinnan väliin. Mäntää voidaan siten venytys-operaation aikana siirtää sylinterin sisällä myös jonkin verran vinossa asennossa ilman, että tämä vaikuttaa lhännän ohjaukseen tai sen tiivistykseen sylinteriä vasten. Olennaista on, että sekä ulompi että sisempi tiivistysreu-na on olennaisesti samassa tasosea, sillä reunojen suhteellinen radiaali-nen liike saadaan männän vinolla asennolla siten minimiin.

Jotta kompensoidaan mutterin 5 ja sylinterin 4 suhteellinen vino-asento ja saadaan aikaan tasainen kosketus pintojen 22 ja 21 välille, tehdään nämä pinnat parhaiten pallomaisiksi kosketusmuodoiltaan. Myös kartiomaisia pintoja voidaan käyttää, kun poikkeama ideaalista pallomaista muotoa vasten tulee mitättömäksi. On huomattava, että mutteri 5 on sylinteriä 4 vasten sellaisessa asennossa, mikä vastaa sitä asentoa, minkä pultti 2 automaattisesti on ottanut venytysoperaatiossa, jolloin siten ei voi esiintyä mitään pultin vinokuormitusta mutterilla 5· Voimansiirto pultissa tapahtuu yhden ainoan kierreotteen ja sylinterin 4 kautta akustaan 1, jolloin esiintyvää paluumuodonmuutosta painetllan 10 kuormituspoiston jälkeen voidaan helposti tarkkailla. Tämä muodonmuutos esiintyy mutterin 5 ja pultin 2 välisessä kierreotteessa ja kosketuspinnoissa 21, 22 sekä jossakin määrin sylinterin 4 yläosassa.

Kun liitos on irroitettava, menetellään päinvastaisessa järjestyksessä kuin yllä on kuvattu. Paineväliaine tuodaan tulojohdon 18 kautta painetilaan 10, jolloin pultti 2 venyy ja mutteri 5 vapautetaan puristuspai-neesta sylinteriä 4 vasten. Sen jälkeen voidaan mutteri helposti ruuvata pois, minkä jälkeen painetila 10 taas vapautetaan kuormituksesta.

Monessa tapauksessa voi olla välttämätöntä esijännittää tai vastaavasti irroittaa rakenteen kaikkia pultteja samanaikaisesti. Tämä on hei- 7 60063 posti suoritettavissa siten, että paineväliaine johdetaan samalla jokaiseen pulttiliitokseen yhteisestä painelähteestä tai vastaavasti poistamalla kuormitus jokaisesta pulttiliitoksesta samanaikaisesti.

Sylinteri 4 ja. mutteri 5 voidaan keksinnössä helposti varustaa avaintartunnalla siten, että liitos erikoisissa tapauksissa voidaan kiertää kiinni tai irroittaa perinteisillä työkaluilla. Tämä mahdollisuus on paikallaan esijärmityslaitteen tai voimaasiirtävän kierreliitoksen vahin-goittumistapauksissa. Esitetyssä suoritusesimerkissä on sylinteri ja mutteri varustettu kahdeksansivuisilla tartuntapinnoilla, mutta kaikkia sopivia avaintartuntoja voidaan tietenkin käyttää.

Claims (4)

8 60063

1. Laite ruuvipulttien esijännittämiseksi, joka laite käsittää ruuvipultille (2) kierretyn hydraulisesti toimivan männän (3), kiinteää alustaa (1) vastaan olevan ja männän (3) sama-akseli-sesti vastaanottavan sylinterin (4), jolloin sylinterin (4) ja männän (3) väliseen tilaan on suunniteltu hydraulisesti paineistettava painekammio (10), jonka männän (3) ja sylinterin (4) välille sijoitetut rengasmaiset tiivisteet (15, 15') sulkevat tiiviisti, ja mutterin (5), joka sijaitsee ruuvipultin (2) männästä ulkonevassa, vapaassa päässä, joka mutteri (5) on kierretyssä a-sennossa sylinterin (4) yläpintaa (21) vasten, tunnettu siitä, että männän (3) ulkopinta (13) pienen etäisyyden päässä ulommasta tiivistysrenkaasta (15) suppenee kartiomaisesti sisäänpäin, että sylinterin (4) sisäpinta (14) pienen etäisyyden päässä sisemmästä tiivistysrenkaasta (15') suuntautuu kartiomaisesti ulospäin, ja että männän yläpinta (23) venytysasennossa on etäisyyden (a) päässä sylinterin yläpinnasta (21).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että tappi (16) ohjaa mäntää (3) aksiaalisesti sinänsä tunnetulla tavalla sylinterissä (4) tarttumalla mäntään aksiaalisessa urassa (17).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että sekä sylinteri (4) että mutteri (5) on varustettu ruuviavaimeen soveltuvilla ulkopinnoilla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin toinen sylinterin (4) ja mutterin (5) välisistä kosketuspinnoista (21, 22) on kupera kompensoidakseen ruuviliitoksen kulmapoikkeaman.