DD253544A3 - Vorrichtung zum automatischen mehrfachanziehen und loesen von schraubverbindungen an apparate- oder behaelterflanschen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mehrfachanziehen oder -loesen von Schraubverbindungen an Apparate- und Behaelterflanschen im Chemieanlagen- und Dampfkesselbau. Ziel der Erfindung sind Schraubverbindungen mit einer hohen Qualitaet, die durch eine funktionssicher arbeitende Vorrichtung unter Einsparung von Arbeitskraeften realisiert werden. An einer Aufnahmeplatte befinden sich mehrere in Fuehrungen radial zur Aufnahmeplatte verstellbare Schlitten, die eine Schraubenanzieheinheit, bestehend aus einem Rotationsmotor und einer Drehmomentenwelle mit Schraubschluessel tragen. Die Drehmomentenwelle ist in Hochmomentendrehvorrichtungen mit ihrem profiliert ausgebildeten Wellenteil gelagert. Die Hochmomentendrehvorrichtungen sind ausserdem mit einem Rotationsmotor gekoppelt, der als Schnellantrieb mit Reversierbetrieb versehen ist. Die unter elastischer Vorspannung stehende Drehmomentenwelle ist in axialer Richtung beweglich. Die Erfindung ist fuer eine rationelle Befestigung oder fuer Loesen von Schraubverbindungen an Apparate- oder Behaelterflanschen geeignet. Die Erfindung wird in der Figur 1 am besten dargestellt. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Mehrfachanziehen oder -lösen von Schraubverbindungen an Apparate- oder Behälterflanschen. Sie ist einsetzbar für alle Befestigungsvarianten von Flanschen im Chemieanlagen- und Dampfkesselbau und in anderen Anwendungsgebieten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach WP 65 546 wird ein Mehrfachschrauber für zwei und mehrere Arbeitsspindeln beschrieben, die über ein Ausgleichsgetriebe miteinander verbunden sind, wobei der Antrieb für alle Arbeitsspindeln zentral über einen hydraulischen Motor erfolgt. Solche Mehrfachschrauber lassen sich durch die stationäre Anordnung der Arbeitsspindeln und ihren konstanten Achsabstand nur für einen ganz bestimmten Teilkreisdurchmesser, einschließlich Teilung, einsetzen, sie sind jedoch nicht universell für unterschiedliche Bohrungsteilungen sowie Teilkreisdurchmesser anwendbar. Nachteil ist außerdem, daß für jedes Bohrbild ein separater Spindelkopf benötigt wird. Schließlich ist die Verwendung von 2 Arbeitsspindeln in Verbindung mit einem Ausgleichsgetriebe konstruktiv noch vertretbar, der Aufwand würde sich jedoch bei mehr als 2 Arbeitsspindeln gewaltig komplizieren, wobei als zusätzlicher Nachteil hinzukäme, daß sich bei 4 oder mehr Arbeitsspindeln das Anzugsmoment pro Arbeitsspindel reduziert.

Eine andere Lösung gemäß OS 2154575 schlägt ebenfalls mehrere, insbesondere 8 Schraubenschlüssel für Zylinderkopfschrauben vor, die auf einer als Ringkörper ausgebildeten Aufnahmeplatte montiert sind. Die Aufnahmeplatte stützt sich während des Arbeitsprozesses an dem zu verschraubenden Behälter oder Behälterflansch ab. Jedem Schraubenschlüssel ist ein Kolbenzylinder zugeordnet. Diese Vorrichtung läßt sich nach der erfolgten Anziehoperation und mit Erreichen des vorgegebenen Anzugsmomentes nach Lösen der Schraubenschlüssel um einen bestimmten Winkelbereich schwenken, wobei die Haltemittel für die einzelnen Arbeitszylinder lösbar befestigt sind, so daß ein Umstellen der Zylinder um 180° in entgegengesetzter Richtung möglich ist.

Auch diese Ausführungsvariante ist durch die stationäre Anbringung der Schraubenschlüssel und den vorgegebenen Durchmesser der Aufnahmeplatte nicht allgemein für unterschiedliche Teilkreisdurchmesser einsetzbar, so daß für jeden Teilkreisdurchmesser eine entsprechende Aufnahmeplatte benötigt wird. Des weiteren ist der gesamte Ringkörper auf Verdrehung beansprucht, was eine zusätzliche Arretierung gegenüber dem Behälter erforderlich macht. Negativ wirkt sich weiterhin aus, daß beim Lösen oder Anziehen die einzelnen Koibenzylinder der Schraubenschlüssel umgesteckt werden müssen, wodurch sich zusätzliche Handgriffe ergeben, die der Gesamtökonomie der Vorrichtung entgegenwirken.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, mit einfachen technischen Mitteln eine funktionssicher arbeitende Vorrichtung zu entwickeln, rnit der durch rationelle Arbeitsschritte Arbeitskräfte eingespart, bisher physisch anstrengende Tätigkeiten reduziert und die Schraubenverbindungen mit einer hohen Qualität verwirklicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die spezifische Anordnung der Vorrichtungselemente einen durchmesservariablen Einsatzbereich für die Vorrichtung zu schaffen, so daß unterschiedliche Teilkreisdurchmesser erfaßt sowie differente Bohrungsteilungen bearbeitet werden können und ein Lösen oder Anziehen der Schrauben ohne Umstecken der mit hohen Drehmomenten und Geschwindigkeiten arbeitenden Schraubenschlüssel gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, indem an dem in Horizontal- und Vertikalebene verstell- und verfahrbaren Geräteträger eine bewegliche Aufnahmeplatte angeordnet ist, die mehrere Schlitten aufnimmt. Jene Schlitten lassen sich einzeln, paarweise oder insgesamt verstellen und sind das Trägerelement für die Schraubenanzieheinheit.

Letztere besteht einerseits aus einem hydraulischen Rotationsmotor und andererseits aus der spezifisch ausgeführten,in axialer Richtung durch Federkraft oder Druckluft elastisch vorgespannten Drehmomentenwelle einschließlich deren auswechselbarem Schraubenschlüssel. Die Drehmomentenwelle wird in Hochmomentendrehvorrichtungen gelagert. Diese Hochmomentendrehvorrichtungen dienen zum Anziehen oder Lösen der Verbindungselemente und sind aus diesem Grunde zum Entriegeln, mit einem separaten Arbeitszylinder gekoppelt. Der Rotationsmotor selbst ist als Schnellantrieb mit Reversierbetrieb vorgesehen, er verhindert gleichzeitig bei lose sitzender Mutter oder Schraube Rückdrehbewegungen, die durch Reibung in den in den Hochmomentendrehvorrichtungen hervorgerufen werden. Zum formschlüssigen Arretieren mehrerer Schrauben oder Muttern finden als Gegenhalterung, konträr den Schraubenschlüsseln zugeordnet, kammartige Segmente Verwendung.

Die erfindungsgemäße Lösung wird mittels der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

An einem Geräteträger, der praktisch in Horizontalebene durch einen Wagen verfahrbar ist, befindet sich eine Säule, die einen in der x-, y- und z-Achse verfahrbaren Ausleger aufnimmt, der an seinem, der Bearbeitungsfläche zugekehrten Ende, eine Aufnahmeplatte 1 trägt. Die senkrecht angeordnete Aufnahmeplatte 1 kann je nach Anzahl der Drehmomentwellen 5 in einem bestimmten Winkelbereich geschwenkt werden.

Sie ist als Trägerelement der Schlitten 2 anzusehen, die konzentrisch zur Mittelachse der Aufnahmeplatte 1 angebracht sind. Es besteht die Möglichkeit, die Schlitten 2 einzeln oder gemeinsam in zweckentsprechenden, hier nicht dargestellten Führungen, radial zur Mittelachse der Aufnahmeplatte 1 zu verschieben. Die Verstellung der Schlitten 2 kann in Anpassung an den jeweiligen Teilkreisdurchmesser mittels Spindeln oder anderen Bewegungsmechanismen verwirklicht werden. Von jedem Schlitten 2 wird eine Schraubenanzieh- und -löseeinheit getragen, die sich aus einem hydraulischen Rotationsmotor 3, den Hochdrehmomentenvorrichtungen 4 und der Drehmomentenwelle 5 zusammensetzt.

Am Schlitten 2 ist das Gehäuse des Rotationsmotors 3 befestigt. Weiterhin stützt der Schlitten 2 noch die Hochmomentendrehvorrichtungen 4, die wechselweise für das Anziehen oder Lösen der Verbindungselemente einsetzbar sind.

In den Hochmomentendrehvorrichtungen 4 wird die Drehmomentenwelle 5 gelagert. Diese ist mit ihrem, den Hochmomentendrehvorrichtungen 4 zugekehrten Ende geteilt und profiliert ausgeführt, so daß eine Aufnahme in der mit dem gleichen Profil versehenen Bohrung der Hochmomentendrehvorrichtung 4 gewährleistet wird. Eine sich an einem Bund abstützende Feder 8 gibt der Drehmomentenwelle 5 durch ihre geteilte Ausführung eine elastische Vorspannung in axialer Richtung. Diametral des profilierten Endes der Drehmomentenwelle 5 befindet sich der Steckschlüssel 6.

Diese Steckschlüssel 6 weist zur selbsttätigen Anpassung an das Schrauben-oder Mutterprofil an der Einführungszone eine Fase auf. Der mit Innenprofil ausgeführte Teil der Hochmomentendrehvorrichtungen 4 verkörpert einen Mitnehmer, der über eine bekannte Kupplung mit der Antriebswelle des Rotationsmotors 3 in Verbindung steht.

Jener Rotationsmotor 3 ist als Schnellantrieb mit reversierbarer Drehrichtung vorgesehen. Hierdurch wird nicht nur das zügige Lösen oder Anziehen der nicht mehr unter Vorspannung stehenden Schrauben bzw. Muttern gesichert, sondern von dem Rotationsmotor 3 werden zusätzlich die durch die innerhalb der Hochmomentendrehvorrichtungen 4 auftretenden Reibkräfte bei ihrer Rückhubbewegung überwunden. Zwecks Entriegelung der wechselweise beim Lösen oder Anziehen der Befestigungselemente arbeitenden Hochmomentendrehvorrichtung 4 sind diese jeweils mit einem Arbeitszylinder 7 gekoppelt.

Außerdem werden bei Befestigungsvarianten mit Flansch die in den Bohrungen eingeführten Befestigungselemente gesondert an ihrem Profil durch kammartige Segmente 9 gegen Mitdrehen gesichert.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgende:

Nachdem auf den Drehmomentenwellen 5 die jeweiligen Steckschlüssel 6 mit der entsprechenden Nennweite aufgesetzt sind, werden die Schraubenanzieh- und -löseeinheiten durch Radialverschiebung zur Mittelachse der Aufnahmeplatte 1 auf den Teilkreisdurchmesser sowie die Bohrungsteilung eingerichtet bzw. positioniert.

Die Radialverschiebung garantieren die in Führungen ortsveränderlichen Schlitten 2, sie wird mittels Spindeln oder anderen möglichen Bewegungsmechanismen mechanisch halb- oder vollautomatisch realisiert.

Nach Herstellung der Betriebsbereitschaft wird der Druck für sämtliche Anschlußeinheiten zugeschaltet. Damit werden die hydraulischen Rotationsmotoren 3 in Betrieb gesetzt, die differenziert voneinander die jeweiligen Schrauben im Schnellgang vorspannen. Sobald das entsprechende Drehmoment der Rotationsmotoren 3 erreicht ist, beginnen die Hochmomentendrehvorrichtungen 4 ihre Arbeit, die abhängig voneinander so lange anhält, bis das eingestellte Drehmoment erreicht ist. Dabei wirken die Hochmomentendrehvorrichtungen 4 wie ein Differenzialgetriebe, so daß jede Schraube unbedingt mit dem gleichen Drehmoment angezogen wird.

Um das unvermeidliche Mitdrehen der Schraubenbolzen zu verhindern, sind kammartige Segmente 9 als Gegenhalterung auf die Köpfe der Schraubenbolzen aufgesteckt. Eine Arretierung der Aufnahmeplatten 1 während des Anziehprozesses ist nicht erforderlich, da sich mehrere Schraubenanziehvorrichtungen gleichzeitig im Einsatz befinden, so daß sich die auftretenden Gegenkräfte innerhalb der Einrichtung aufheben. Nach Beendigung eines jeden Schraubvorganges wird die gesamte Einheit in waagerechter Richtung zurückgefahren.

Die hydraulischen Rotationsmotoren 3 drehen hierbei mit geringer Kraft entgegengesetzt der Anziehvorrichtung und begünstigen somit das Lösen der Steckschlüssel 6 von der Mutter.

Danach wird entsprechend der Schraubenteilung die Aufnahmeplatte 1 geschwenkt und nach Positionieren auf die nächsten anzuziehenden Schrauben, der weitere Arbeitsprozeß eingeleitet. Das Lösen der Schrauben erfolgt analog durch Umschalten der jeweiligen Anzieheinheit.

Die Vorteile der Vorrichtung bestehen darin, daß sämtliche Schrauben unabhängig der vorliegenden Teilkreisdurchmesser absolut gleichmäßig gespannt werden, wodurch Havarien und Qualitätsmängel weitestgehend ausgeschlossen sind. Weiterhin ist die Produktionssteigerung gegenüber den herkömmlichen manuellen oder teilmechanisierten Verfahren um ein mehrfaches höher. Die Bedienung der Vorrichtung erfolgt durch eine Person, wobei physische Belastungen ausgeschlossen sind und der Lärmpegel, gegenüber herkömmlichen Schlagschlüsseln, erheblich gesenkt wird, so daß mit der Vorrichtung eine weitere wichtige Station, insbesondere für die maschinelle Fertigung von Rohrbündelwärmeaustauschern, geschaffen ist.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum automatischen Mehrfachanziehen und Lösen von Schraubenverbindungen an Apparate- oder Behälterflanschen, bestehend aus einem verstellbaren Geräteträger mit daran verbundenem Schraubenanziehgerät, gekennzeichnet dadurch, daß eine räumlich verstellbare, in einem bestimmten Winkelbereich drehbar angeordnete Aufnahmeplatte (1) mehrere konzentrisch angebrachte, justierbare, gleichzeitig oder separat verstellbare Schlitten (2) aufnimmt, denen einerseits ein Rotationsmotor (3) und andererseits hydraulisch betriebene Hochmomentdrehvorrichtungen (4) zugeordnet sind, wobei in den Hochmomentdrehvorrichtungen (4) eine geteilte profilierte, axial verschiebbare, in dieser Richtung elastisch vorgespannte, in beiden Drehrichtungen bewegliche Drehmomentenwelle (5) lagert, an deren dem Apparateflansch (10) zugekehrten Ende sich ein bekannter Steckschlüssel (6) befindet.

2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die einzelnen Hochmomentdrehvorrichtungen (4) mit je einem Arbeitszylinder (7) zur Entriegelung gesondert gekoppelt sind.

3. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Rotationsmotor (3) als Schnellgang mit reversierbarer Drehrichtung und als Bremse gegen Rückdrehmomente ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß am Apparate- oder Behälterflansch (10) entgegengesetzt der Steckschlüssel (6) kammerartige Segmente (9) vorgesehen sind.