JP6892915B2 - 液圧スクリューテンショナ - Google Patents

Description

本発明は、構造体の２つの部材の間の接合部の一部を形成するねじ付き要素に予引張力を加える（pre-tensioning）ための液圧装置に関する。詳細には、本発明は、ボルト又はスクリュー等のねじ付き要素に軸方向の予引張力を加えて、接合部の所望の良好に規定されたクランプ力を得るための液圧装置に関する。

液圧スクリューテンショナは、２つの部材の接合部、詳細には重要な大型接合部に含まれる１又は２以上のスクリューの所望のクランプ力を得るために使用される。スクリュー上に軸方向の引張力を加えて、得られたスクリューの伸長を観察することは、スクリュー材料の物理特性を考慮して、スクリューによって実際に得られたクランプ力を決定するための非常に正確な方法である。スクリューが所望の伸長に、従って目標とするクランプ力に達すると、スクリューは、得られた張力を保つためにナットで固定される。

従来の引張装置は、接合されるいずれか一方の部材上で支持されることが意図され、シリンダーを有する管状体と、シリンダー内に移動可動に支持された管状ピストンとを備え、引張力が加えられるスクリュー又はボルトを取り囲むことが意図される。ピストンは、階段形状であり、シリンダーと共に、作動液圧流体の圧力源に接続される第１の圧力チャンバと、ピストンを付勢する空気などの圧縮性媒体の圧力源に接続される第２のチャンバとを形成する。ピストン自体に又はピストンが支える管状挿入体に形成されたねじ付き部は、接合部の一部を形成するスクリュー又はボルトのねじ山と係合することが意図されており、これによってピストンが生成した引張力をスクリュー又はボルト上に伝達する。この引張力の結果として本体に生じた反力は、本体の延長部又は橋梁部によって、引張力が加えられるスクリューに隣接する接合部の表面に伝達される。この形式のスクリュー引張装置は、従来、英国公開第２４５７１３８号に記載されている。

英国公開第２４５７１３８号に記載された引張装置では、シリンダーとピストンとの間に形成された第１及び第２のチャンバは、ピストン上に取り付けられかつ円筒形の引張装置本体の幾何学的な軸に平行な方向に延びる管路コネクタを介して、それぞれの外部圧力源に接続される。しかしながら、この構成は、装置の上方又は外側の軸方向で利用可能なスペースが制限される用途だけでなく、複数の引張装置が接合部の反対方向に向いたスクリューに適用され、これらの装置が直列に接続される用途でも問題があることが分かっている。この場合、異なる装置の間に引き回される導管は、かなり扱い難くスペースを必要とすることになる。

類似の形式ではあるが、圧縮性媒体のピストン付勢機構をもたない形式の他の従来技術の装置において、扱い難い導管の引き回しの問題は、液圧流体用の１又は複数の管路コネクタを本体の軸方向に対して放射状に配置することによって対処されてきた。従って、この従来技術の装置には圧縮性媒体用の管路コネクタはないが、液圧流体用の管路コネクタの場合と同様に、圧縮性媒体用の管路コネクタは、複数の引張装置構成では放射状に配向して導管の引き回しを容易にする必要がある。

英国公開第２４５７１３８号公報

本発明の目的は、上記の導管取り回しの問題を、液圧流体及び圧縮性ピストン付勢媒体の各管路コネクタが、引張装置の円筒形本体の幾何学的な軸に対して半径方向に向けられている、当初に記載した形式の液圧スクリュー引張装置を提供することで防ぐことである。

本発明の他の目的は、上記の導管取り回しの問題を、圧縮性ピストン付勢媒体用の管路コネクタが、引張装置の円筒形本体上に取り付けられた環状エンドキャップ上で支えられてそこから半径方向に延びている、当初に記載した形式の液圧スクリュー引張装置を提供することで防ぐことである。

本発明のさらに他の目的は、上記の導管取り回しの問題を、圧縮性ピストン付勢媒体用の管路コネクタが、引張装置の円筒形本体上に取り付けられた環状エンドキャップ上で支えられてそこから半径方向に延びており、さらに圧縮性ピストン付勢媒体用の管路コネクタを機械的に保護する手段か設けられた、当初に記載した形式の液圧スクリュー引張装置を提供することで防ぐことである。

本発明の他の目的及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲から明らかになるはずである。
本発明の好ましい実施形態は、添付図面を参照して以下に詳細に説明される。

本発明によるスクリュー引張装置の斜視図である。 図１の装置の斜視図であるが、スクリュー結合側から装置が示されている。 図１及び２の装置の長手方向断面図である。

図示のスクリュー引張装置は、中央貫通開口１１及びこの貫通開口１１の横方向に配置された環状シリンダーチャンバ１２を有する管状体１０を備える。管状体１０は、開口１１を貫通して延びる幾何学的な軸Ａ−Ａを有する。シリンダーチャンバ１２は、環状エンドキャップ１３によって軸方向で閉鎖されている。環状ピストン１４は、環状シリンダーチャンバ１２内で動作可能であり、外面上に段部１２ａを有しており、これによりピストン１４は、その端面によって第１の圧力チャンバ１５と、その段部１２ａによって第２の圧力チャンバ１６とを形成する。第１の圧力チャンバ１５は、管状体１０上に取り付けられてそこから半径方向に延びる管路コネクタ１７ａ介して液圧流体用の外部圧力源に接続される。第１の圧力チャンバ１５内の圧力下で液圧流体を導入することによって、ピストン１４は、作業行程を行うことになる。他の管路コネクタ１７ｂは、管状体１０上に取り付けられて第１の圧力チャンバ１５と連通する。このコネクタ１７ｂは、複数のスクリュー接合部において、２又が３以上の引張装置の直列接続用の管路を受け入れることが意図されている。

ピストン１４は管状であり、この装置によって引張力が加えられるスクリュー又はボルトのねじ山に係合する雌ねじが形成されている管状挿入体１８を受け入れる。この挿入体１８は、装置を異なるタイプのねじ山をもつスクリュー又はボルトに適合させるために、異なるねじ山を有する複数の交換可能な挿入体のうちの１つであることが好ましい。挿入体１８には外側端にフランジ２０が形成されており、フランジ２１は、ピストン１４と接触して、ピストン１４から生じた引張力を、引張力が加えられるスクリューに伝達する。挿入体１８は、ピストン１４に対して自由に移動でき、引張プロセスの完了時に挿入体をスクリューから緩める際に外周に工具が係合する窪み１９を備える。

第２の圧力チャンバ１６は、ピストン１４上に逆方向のすなわち作業行程の方向とは反対方向の付勢力を生じるための、好ましくは空気である圧縮性媒体によって加圧されることが意図されている。圧縮性媒体は、エンドキャップ１３上に取り付けられてそこから半径方向に延びる管路コネクタ２８を介して圧力源から供給される。この管路コネクタ２８は、エンドキャップ１３の外周に取り付けられ、エンドキャップ１３内の通路２６を介して第２の圧力チャンバ１６と連通する。また、通路２６は、ピストン１４の作業行程中に媒体が逃げるのを防止するための逆止弁を備える（図示せず）。

２つの突出部２４、２５は、エンドキャップ１３に一体形成され、管路コネクタ２８の両側から半径方向に延在している。これらの突出部２４、２５は、管路コネクタ２８に対する物理的損傷の保護部を形成することが意図されている。管路コネクタ２８上への偶発的な力又は衝撃は、エンドキャップ１３の損傷を引き起こす場合もあり、その理由は、エンドキャップ１３が管路コネクタ２８のための接続点で幾分脆弱であり、偶発的な力又は衝撃がコネクタ２８に加わった場合に簡単に損傷する可能性があるからである。

環状エンドキャップ１３は、複数の等間隔のスクリュー２９によって管状体１０に固定され、これは、エンドキャップ１３を複数の代替の角度位置で配置する選択肢をもたらし、管路経路に関して管路コネクタ２８の最も好ましい位置を可能にする。

引張り時にスクリューに加わる引張力の結果として管状体１０で生じた反力を伝達する目的で、管状体１０は、管状支持延長部３０と共に形成される。この延長部３０は、引張力が加えられるスクリューに隣接した接合部の表面上で支持されることが意図される。支持延長部３０は、ナット係合結合リング３２が支持される内部円筒形ソケット３１と共に形成され、支持延長部３０は横方向開口３３を備え、ここを通って結合リング３２にアクセスして回転させる。

作動時、引張装置は、引張力が加えられるスクリュー上に取り付けられ、スクリューは、管状体１０及びピストン１４を貫通して延びる。ナットをスクリュー上に螺入して接合部を含む構造体の表面と係合する前に、ナット係合リング３２はナットに係合される。管状体１０は、接合部に適切に嵌合するので、挿入体１８は、挿入体フランジ２１とピストン１４との間のしっかりした接触が得られるまでスクリュー上に螺入される。この装置は、スクリュー上の所定位置に正確に置かれるので、接合部の管状延長部３０は、接合部を含む構造体の表面の上に載り、引張プロセス時に生じる反力を構造体に伝達するようになっている。

管路コネクタ１７ａ及び２８は、それぞれ液圧流体及び圧縮性媒体の供給源に接続され、動作は、圧縮性媒体を第２の圧力チャンバ１６に供給することで始まり、その結果、実際の引張プロセスが始まる前に圧力チャンバ１６内で得られた圧力がピストン１４を最後尾位置すなわち開始位置に移動させることが保証される。入口通路２６に取り付けられた逆止弁の作用によって、第２の圧力チャンバ１６に導入された圧力媒体量は、引張プロセスの間に変わらないことになる。次に、液圧流体が第１の圧力チャンバ１５に供給され、それによって、作動作業力（ａｃｔｉｖｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）がピストン１４に加わる。これはピストン１４の移動につながり、引張力が、ねじ付き挿入体１８によってスクリューに伝達される。ピストン１４がシリンダー１２の中を進むとスクリューの張力が増加するが、同時に第２の圧力チャンバ１６の容積は低減し、通路２６は逆止弁によって閉じられるので、この容積低減は圧縮性媒体の圧力増加につながる。第１及び第２の圧力チャンバ１５及び１６内で得られるそれぞれの圧力に関連する力は、図３において矢印で示されている。

実際のスクリューが所望の引張レベルに達すると、第１の圧力チャンバ１６内の圧力増加が停止され、結合リング３２は、支持延長部３０の横方向開口３３を通して適用される適切な工具で回転される。ナットは、接合部の表面としっかりと係合しかつ液圧の作用が奪われた後でもスクリューが得た張力を維持可能になるまで回転される。これで引張プロセスが終了し、ピストン１４は、第２の圧力チャンバ１６内の媒体圧によって開始位置に押し返され、これによって液圧流体は第１の圧力チャンバ１５から押し出される。ねじ付き挿入体１８は、スクリューから取り外され、装置全体がスクリューから持ち上げられ、スクリュー引張プロセスが終了する。

１０ 管状体
１３ 環状エンドキャップ
１７ａ 管路コネクタ
１７ｂ 管路コネクタ
１８ 管状挿入体
２４ 損傷保護構造体
２５ 損傷保護構造体
２８ 管路コネクタ
２９ スクリュー
３０ 管状支持延長部
３２ ナット係合リング
３３ 横方向開口

Claims (4)

1. 貫通開口（１１）と前記貫通開口（１１）を取り囲む環状シリンダーチャンバ（１２）とを有する管状体（１０）と、前記管状体（１０）内で移動可能に支持され、引張力が加えられるスクリューに結合可能な管状ピストン（１４）とを備える、液圧スクリュー引張装置であって、
   前記ピストン（１４）は、階段状外側部（１４ａ）を備えると共に前記シリンダーチャンバ（１２）を第１の圧力チャンバ（１５）と第２の圧力チャンバ（１６）とに分割し、前記第２の圧力チャンバ（１６）は、前記管状体（１０）に固定された環状エンドキャップ（１３）によって閉鎖され、前記第１の圧力チャンバ（１５）は液圧流体用の圧力源に接続可能であるとともに、前記第２の圧力チャンバ（１６）は、前記エンドキャップ（１３）上に取り付けられた管路コネクタ（２８）を介して圧縮性媒体用の圧力源に接続可能であり、
   前記圧縮性媒体用の管路コネクタ（２８）は、前記管状体（１０）の幾何学的な軸（Ａ−Ａ）に対して半径方向に延びており、偶発的な物理的損傷に対して前記管路コネクタ（２８）を保護する損傷保護構造体（２４，２５）が前記エンドキャップ（１３）に設けられていることを特徴とする、スクリュー引張装置。
2. 前記圧縮性媒体用の管路コネクタ（２８）は、前記エンドキャップ（１３）上に取り付けられて前記第２の圧力チャンバ（１６）と連通し、前記損傷保護構造体（２４，２５）は、前記エンドキャップ（１３）の一体部分を構成する、請求項１に記載のスクリュー引張装置。
3. 前記損傷保護構造体（２４，２５）は、前記エンドキャップ（１３）から半径方向に延びる２つの突出部（２４，２５）を備える、請求項２に記載のスクリュー引張装置。
4. 前記エンドキャップ（１３）は、２又は３以上の選択的な角度位置で前記管状体（１０）に固定され、前記圧縮性媒体用の管路コネクタ（２８）が前記管状体（１０）に対して異なる半径方向をとることを可能にする、請求項１から３のいずれかに記載のスクリュー引張装置。

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