NO168752B - Hydraulisk boltstrammer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en hydraulisk boltstrammer som angitt i innledningen til krav 1.

For å sikre at en mutter på en bolt, som forbinder to eller flere komponenter med hverandre, strammes i ønsket grad, kan det benyttes en hydraulisk boltstrammer hvormed bolten strekkes innenfor den elastiske grense, idet mutteren skrus mot anleggsflaten mens bolten er strukket. Når trykket i den hydrauliske stempel-sylinder-anordning avlastes, oppnås en sikker forbindelse.

Slike hydrauliske strammere har vanligvis et reaksjonslegeme i form av en mutter eller en trekkhylse som skrus på boltens frie ende. Stempelet i den hydrauliske anordning vil da virke mellom de komponenter som skal forbindes med hverandre og reaksjonslegemet, for derved å strekke eller spenningspå-kjenne bolten.

Når spenningen er ferdig og før strammeren kan benyttes om igjen, vil det være nødvendig å returnere stempelet i anordningen fra den utkjørte operative stilling og til en hvilestilling.

Det er kjent å forsyne hydrauliske boltstrammere med automatiske tiltak for retur av stempelet til hvilestillingen ved avlasting av det hydrauliske trykk. Slike tiltak innbefatter eksempelvis en fjær som virker mellom sylinderen og stempelet og hele tiden presser stempelet i retning mot hvilestillingen. Ved avlasting av det hydrauliske trykk mot stempelet vil denne fjær kjøre stempelet tilbake til hvilestillingen samtidig som hydraulisk fluidum tvinges tilbake til et reservoar. Med et slikt arrangement kan det imidlertid ta lang tid for stempelet å gå til hvilestillingen. Retur-hastigheten vil være avhengig av fjærbelastningen, volumet til det hydrauliske fluidum som skal fortrenges til reservoaret, innsnevringer i de tilknyttede slanger og lignende.

I visse tilfeller, eksempelvis i undervanns- og i kjernekraftanlegg vil operasjonstiden være av avgjørende betydning og en langsom stempelretur i boltstrammerne kan gi problemer.

Det foreligger derfor et behov for en hydraulisk boltstrammer som innbefatter midler hvormed stempelet kan returneres fra den utkjørte stilling og til hvilestillingen på en raskere måte enn hittil vanlig.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en hydraulisk boltstrammer innbefattende en sylinder beregnet til å virke mot en fast komponent hvorfra det rager opp en gjengebolt, et stempel glldbart montert i sylinderen og med en gjennomgående aksial boring hvorigjennom bolten kan gå, idet stempelet er beregnet til å virke mot et reaksjonslegeme som er skrudd på bolten, og en hydraulisk trykkfluidumkilde for kraftbevegelse av stempelet i sylinderen, kjennetegnet ved at stempel-sylinderanordningen danner et første og et andre kammer, og at den hydrauliske trykkfluidumkilde er tilknyttet både det første og det andre kammer på en slik måte at ved tilførsel av trykkfluldum fra kilden til det første kammer blir stempelet kraftforskjøvet i retning ut av sylinderen mens tilførsel av trykkfluldum fra kilden til det andre kammer gir kraftforskyvning av stempelet innover i sylinderen .

Ved en slik utførelse oppnås styrt kraftinnkjøring av stempelet og stempelet kan ved egnet styring av den hydrauliske fluidumkilde returneres meget raskt fra den utkjørte stilling og til sin normale hvile-eller innkjørte stilling, klart for ny anvendelse.

Fordelaktig har stempelet en ytre endedel med øket diameter, hvilken endedel er beregnet til å virke mot reaksjonslegemet, og en indre endedel med øket diameter, idet sylinderen har et mellomparti med redusert diameter, hvorhos det første kammer dannes mellom stempelets ytre endedel og sylinderens mellomparti og det andre kammer dannes mellom stempelets indre endedel og sylinderens mellomparti.

Fordelaktig tilføres hydraulisk fluidum til de første og andre kammere gjennom respektive boringer i sylinderens med redusert diameter utførte mellomparti.

I en foretrukken utførelesform av oppfinnelsen innbefatter den hydrauliske boltstrammer en eliminatorventil som hindrer for stor slagbevegelse av stempelet (overslag), når stempelet har nådd sin maksimale utkjørte stilling, idet denne ventil da aktiveres for å avlaste fluidumtrykket 1 det første kammer og således hindre videre utkjøring av stempelet.

Hensiktsmessig er overslag-eliminatorventilen montert i sylinderens nevnte mellomparti og betjenes av stempelets indre endedel, hvorved fluidum under trykk tilført det første kammer vil gå gjennom ventilen og inn i det andre kammer og tilbake til et reservoar tilknyttet trykkmediumkilden.

Fordelaktig innbefatter overslag-eliminatorventilen en trykkavlastningsventil, idet arrangementet er slik at ved en tilbaketrekking av stempelet og når fluidumtrykket i det andre kammer overskrider en bestemt maksimalverdi, ventilen vil aktiveres for derved å avlaste fluidumtrykket i det andre kammer.

I en slik utførelse, og ved aktivering av trykkavlastnings-ventilen, vil trykkfluidet til det andre kammer kunne gå gjennom ventilen og inn i det første kammer og tilbake til reservoaret.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 og 2 viser respektive vertikalsnitt gjennom to mulige utførelsesformer av en hydraulisk boltstrammer ifølge oppfinnelsen.

I fig. 1 er det vist en gjengebolt 2. Denne strekker seg opp fra komponenter 4 som skal sammenfestes ved hjelp av bolten. Komponentene skal holdes sammen ved hjelp av en mutter 6 som skrus på bolten.

En hydraulisk strammer for bolten 2 er betegnet med 8. Strammeren innbefatter en sylinder 10 hvori det er glidbart montert et stempel 12. Stempelet har en gjennomgående sentral aksial boring 14.

Stempelet 12 har en øvre endedel 16 beregnet til å glide-bevege seg i et øvre endeparti 18 i sylinderen 10. En tetningsring 20 gir hydraulisk tetning mellom komponentene 16,18. Et mellomparti 22 på stempelet går i et med redusert diameter utført mellomparti 24 i sylinderen 10. En tetningsring 26 gir hydraulisk tetning mellom komponentene 22,24. En nedre endedel 28 av stempelet går i et nedre endeparti 30 i sylinderen 10. Her er det benyttet en tetningsring 32 for hydraulisk tetning mellom komponentene 28,30.

I sylinderen 10 forefinnes det således et nedre kammer 34, mellom stempelets 12 nedre endedel 28 og sylinderens 10 mellomparti 24, og et øvre kammer 36 mellom stempelets øvre endeparti 16 og sylinderens mellomparti 24. Disse kammerne 34,36 er avtettet mot hverandre.

I sylinderens 10 mellomparti 24 er det et par porter 38,40. Fra disse portene går det respektive boringer 42,44 inn i henholdsvis kammeret 34 og 36. En hydraulisk trykkfluidumkilde 46 er tilknyttet portene 38,40.

En overslag-eliminator/trykkavlastningsventil 48 er montert i sylinderens 10 mellomparti 24. Kammerne 34,36 har forbindelse med hverandre gjennom denne ventil 48. Ventilen 48 har en normal lukket stilling, som er vist på tegningen. Et plungerstempel 50 i ventilen rager ned et lite stykke under den nedre flaten i sylinderens 10 mellomparti 24.

Ved bruk av strammere plasseres den over bolten 2 med sylinderens 10 nedre ende i anlegg mot komponenten 4. Stempelet 12 er i inntrukket stilling, dvs. den stilling som er vist i tegningsfiguren. Stempelet 12 omgir bolten 2.

En reaksjonsmutter 52 skrus på boltens 2 frie ende for å danne anlegg for stempelets 12 øvre endedel 16. Hydraulisk fluidum under trykk, vanligvis opp til 1530 kg/cm2 , tilføres fra kilden 46 med meget lav leveringshastighet til porten 40, gjennom boringene 44 og inn i kammeret 36. Stempelet 12 vil derved løftes i sylinderen 10 og stramme bolten 2 via reaksjonsmutteren 52. Mutteren 6 trekkes til på vanlig måte mens bolten 2 står under spenning.

Når stempelet 12 går opp vil hydraulisk fluidum i kammeret 34 forskyves gjennom boringen 42 og porten 38 og tilbake til et reservoar som er tilknyttet trykkilden 46.

Dersom stempelet 12 når sitt maksimalslag, som bestemt av den nedre dels 28 anslag mot den nedre flaten 1 sylinderens 10 mellomparti 24, så vil plungerstempelet 50 i ventilen 48 forskyves under påvirkning av stempelets del 28. Derved åpnes ventilen 48 og kammerne 34 og 36 får innbyrdes forbindelse. Trykkfluldum i kammeret 36 vil da gå gjennom ventilen 48 og til kammeret 34 og derfra tilbake til reservoaret. Derved mister man trykk i kammeret 36 og overslag av stempelet 12 hindres.

Etter avsluttet stramming må stempelet 12 bringes tilbake til den innkjørte stilling. For å oppnå dette blir hydraulisk fluidum under relativt lavt trykk, vanligvis 70 kg/cm2 , ført relativt raskt fra kilden 46 til porten 38 og inn i kammeret 34. Stempelet 12 vil da raskt gå ned til fullt innkjørt stilling.

Ventilen 48 er fjærbelastet for å motstå dette relativt lave trykk i kammeret 34. Under tilbaketrekkingen av stempelet 12 vil fluidum i kammeret 36 fortrenges av stempelets øvre endedel 16 gjennom boringen 44 og porten 40 og tilbake til reservoaret.

Når stempelet 12 er helt inntrukket og fluidum fremdeles pumpes til kammeret 34, vil trykket i kammeret 34 øke helt til ventilen 48 åpner seg. En eventuell mengde av fluidum som fremdeles tilføres kammeret 34 vil da gå gjennom ventilen 48 og inn i kammeret 36 og tilbake til reservoaret. Derved hindres en trykkoppbygging i kammeret 34.

Den kraftdrevne retur av stempelet 12, særlig ved at et fluidum tilføres med høy leveringshastighet, muliggjør en meget rask tilbaketrekking av stempelet 12. Dette er av stor betydning ved bruk i undervannsanlegg og kjernekraftanlegg og der hvor en serie av muttere skal strammes i sekvens.

Fig. 2 viser en alternativ utførelsesform. De deler som gjenfinnes i flg. 1 har samme henvisningstall.

Virkemåten er som i fig. 1, men det benyttes en modifisert innløpsmanifold for tilføring av hydraulisk fluidum til kammerne 34 og 36, og en modifisert overslageliminator/- trykkavlastningsventil.

Mer særskilt er strammeren 8 forsynt med en manifoldblokk 54 som sitter i et spor i sylinderen 10. En enkelt skrue 56 holder blokken 54 på plass på sylinderen 10.

Manifoldblokken 54 er forsynt med øvre og nedre par av boringer 58,60 som står i forbindelse med boringene 44 og 42 i sylinderen 10. Det brukes da boringer som kommuniserer med et av kammerne 34,36, letter tilknyttingen av flere verktøy til en enkelt hydraulisk kraftkilde, noe det ofte vil være behov for i undervanns-utstyr.

I strammere med en relativ liten diameter, av den type som er vist i fig. 2, vil plassen være noe begrenset og det vil kunne være vanskelig å bygge inn en overslageliminator/trykkavlastningsventil på samme måte som i fig. 1. Ventilen 48 i fig. 2 er derfor plassert horisontalt istedenfor vertikalt og innbefatter en stålkule 62 som rager ut fra enden av ventilen og påvirkes av en skråflate 64 på stempelets 12 nedre endedel 28 når stempelet når sin maksimale slaglengde. Et slikt arrangement muliggjør en sterkt redusert diameter for verktøyets nedre del og eliminerer behovet for at verktøyets nedre område, særlig den nedre del 30 av sylinderen 10, til å skråne innover.

Den nøyaktige konstruktive utførelse av en strammer ifølge oppfinnelsen kan adskille seg fra de som er vist. Således kan sylinderens 10 nedre område 30 være utformet i ett med resten av sylinderen eller ikke. Likeledes kan stempelets nedre ende 28 være utformet i ett med resten av stempelet, eller være utformet som en egen del.

Den vanlige reaksjonsmutter 52 kan byttes ut med en trekkhylse eller med en konisk mutter som da samvirker med en tilsvarende konisk utformet utsparing i stempelets 12 øvre flate.

Mutteren 6 kan skrus på bolten 2 ved bruk av hvilke som helst egnede midler, eksempelvis enten direkte ved hjelp av en spak som anordnes i et hull i en mutterside, eller ved hjelp av en tilpassingsdel som tilpasses over mutteren og dreies ved hjelp av en spak som går inn i hull i tilpassingsdelen.

Istedenfor å avlaste for stort trykk i kammeret 34 ved hjelp av ventilen 48 kan trykkmedlumkilden 46 ha en grensebryter som er slik plassert at så snart trykket i kammeret 34 når en bestemt maksimalverdi, vil trykkilden stenges, slik at tilførselen og trykkmedium til kammeret 34 opphører. I en slik utførelse vil ventilen 48 bare virke som en over-slagi iminator .

Claims (7)

1. Hydraulisk boltstrammer innbefattende en sylinder (10) beregnet til å virke mot en fast komponent (4) hvorfra det rager opp en gjengebolt (2), et stempel (12) glidbart montert i sylinderen (10) og med en gjennomgående aksial boring (14) hvorigjennom bolten (2) kan gå, idet stempelet (12) er beregnet til å virke mot et reaksjonslegeme (52) som er skrudd på bolten (2), og en hydraulisk trykkfluidumkilde (46) for kraftbevegelse av stempelet (12) i sylinderen (10), karakterisert ved at stempel-sylinderanordningen (10,12) danner et første og et andre kammer (36, 34), og at den hydrauliske trykkf luidumkilde (46) er tilknyttet både det første og det andre kammer på en slik måte at ved tilførsel av trykkfluldum fra kilden (46) til det første kammer (36) blir stempelet (12) kraftforskjøvet i retning ut av sylinderen (10) mens tilførsel av trykkfluldum fra kilden (46) til det andre kammer (34) gir kraftforskyvning av stempelet (12) innover i sylinderen (10).

2. Hydraulisk boltstrammer ifølge krav 1, karakterisert ved at stempelet (12) har en ytre endedel (16) med øket diameter og beregnet til å virke mot reaksjonslegemet (52), og en indre endedel (28) med øket diameter, og ved at sylinderen (10) innbefatter et mellomparti (24) med redusert diameter, idet det første kammer (36) dannes mellom stempelets (12) ytre endedel (16) og sylinderens (9) mellomparti (24) og det andre kammer (34) dannes mellom stempelets (12) indre endedel (28) og sylinderens (10) mellomparti (24).

3. Hydraulisk boltstrammer ifølge krav 2, karakterisert ved respektive boringer (44,42) i sylinderens (10) med redusert diameter utførte mellomparti (24) for tilføring av hydraulisk fluidum fra trykkfluidumki Iden (46).

4. Hydraulisk boltstrammer ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved en stempel-overslageliminatorventil (48) som, når stempelet (12) har nådd sin maksimale utkjør-ing, aktiveres for derved å avlaste fluidumtrykket i det første kammer (36) og hindrer ytterligere utkjøring av stempelet (12).

5. Hydraulisk boltstrammer ifølge krav 4, karakterisert ved at overslagelimlnatorventilen (48) er montert i sylinderens (10) mellomparti (24) og aktiveres av stempelets (12) indre endedel (28), slik at derved fluidum under trykk i det første kammer (36) kan gå gjennom ventilen (48) og inn i det andre kammer (34) og tilbake til et reservoar tilknyttet trykkfluidumkiIden (46).

6. Hydraulisk boltstrammer ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at overslagelimlnatorventilen (48) videre utgjør en trykkavlastningsventil, idet arrangementet er slik at ved en innkjøring av stempelet (12) og når fluidumtrykket i det andre kammer (34) overskrider en bestemt maksimalverdi, vil ventilen (48) aktiveres for derved å avlaste fluidumtrykket i det andre kammer (34).

7. Hydraulisk boltstrammer ifølge kravene 5 og 6, karakterisert ved at ved aktivering av trykkav-lastningsventilen (48) vil fluidum under trykk i det andre kammer (34) kunne gå gjennom ventilen (48) og inn i det første kammer (36) og tilbake til reservoaret.