DE1400880C - Vorrichtung zum Erzielen einer vorbe stimmten Zugspannung in einer Schraubver bindung - Google Patents

Description

Mutter bzw. den angehobenen Schraubenkopf zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an Stelle eines massiven, durch einzelne Druckschrauben und Druckkolben beaufschlagbaren Druckübertragungsringes ein in an sich bekannter Weise mit einem ringförmigen Hohlraum versehener Druckübertragungsring verwendet wird, dessen Hohlraum durch eine Bohrung an eine äußere Druckmittelquelle anschließbar ist. Dadurch wird erreicht, daß die Mutter bzw. der Schraubenkopf ringsum, d. h. an allen Stellen ihres bzw. seines Umfanges gleichmäßig ohne Verkanten angehoben wird, so daß zwischen dem angehobenen Teil und dessen gegenüberliegender Stützfläche ein Ringspalt von überall gleichmäßiger Weite entsteht, in welchen der genau geschliffene Schlitzring leicht und klemmungsfrei eingelegt werden kann. Da die äußere Druckmittelquelle beliebig stark und der damit erzeugte Druck ganz genau festgelegt werden kann, läßt sich die Vorrichtung auch für größte Schraubverbindungen und zur Erzielung beliebig hoher Zugspannungen in denselben verwenden, ohne daß beim Einlegen des Schlitzringes Schwierigkeiten auftreten. Das umständliche, gefühlsabhängige und daher nicht genau bestimmbare Anziehen einer oder mehrerer Druckerzeugungsschrauben von Hand kommt in Fortfall, so daß das Einlegen des Schlitzringes sehr rasch vorgenommen werden kann. Da die äußere Druckmittelquelle ohne weiteres gleichzeitig an die hohlen Druckübertragungsringe mehrerer Schraubverbindungen einer Gesamtverbindung, z. B. einer großen Schiffsschraubenwellenverbindung angeschlossen werden kann, läßt sich in allen zusammengehörigen Schraubverbindungen leicht die gleiche Zugspannung herbeiführen und mit Hilfe von gleichen Schlitzringen konstant aufrechterhalten.

Die Verwendung von gummielastischen, hydraulisch mit Druck beaufschlagbaren Hohlkörpern zum Spannen von gegenüberliegenden Teilen ist zwar aus der deutschen Auslegeschrift 1 056 904, der französischen Patentschrift 1 251 314 und der USA.-Patentschrift 1382 326 bekannt, aber diese Spannvorrichtungen dienen anderen Zwecken und legen daher die Verwendung eines hohlen Druckübertragungsringes zur Erleichterung des genauen Einlegens eines Schlitzringes bei einer Schraubverbindung gemäß dem Hauptpatent nicht nahe.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine besonders gute und zuverlässige Wirkung der Vorrichtung dadurch erzielt, daß das dem Druckübertragungsring anliegende Ende des Ringkolbens im Querschnitt eine konkave Umrißlinie hat, in die sich ein entsprechend konvex geformter Querschnitt des hohlen Druckübertragungsringes einlegt. Dadurch werden an dem Ringkolben seitliche Lippen gebildet, die von dem Druckübertragungsring an die zylindrischen Seitenwände der Ringnut gepreßt werden, so daß das Material des Druckübertragungsringes an diesen Stellen nicht durch den sehr hohen Innendruck seitlich herausgequetscht werden kann.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt und in teilweise unterbrochener Seitenansicht eine Schraubverbindung mit anhebbarer Mutter,

Fig. 2 in einem entsprechenden Längsschnitt eine Variante der Ausführung nach F i g. 1,

F i g. 3 in einem entsprechenden Längsschnitt eine weitere Variante der Ausführung nach Fig. 1,
Fig. 4 im Längsschnitt eine Schraubverbindung mit einem Beilagring zur Aufnahme der Ringnut,

Fig. 5 im Längsschnitt und in teilweise unterbrochener Ansicht eine Schraubverbindung mit einem anhebbaren Schraubenkopf.

ίο Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist 1 ein Schraubenbolzen, der zum Verbinden zweier Teile einer Baugruppe 2 dient. Der Schraubenbolzen hat einen Schraubenkopf 3, und auf das Gewindeende des Schraubenbolzens 1 ist eine Mutter 4 aufschraubbar.

Gemäß der F i g. 1 ist die Mutter 4 an ihrer Auflageseite mit einer Ringnut 5 mit konzentrisch zylindrischen Seitenwänden versehen, in der ein Ringkolben 6 gleitbar gelagert ist. In der Ringnut 5 befindet sich über dem Ringkolben 6 ein Druckübertragungsring 7 aus gummielastischem Material, der einen ringförmigen Hohlraum 8 aufweist. Die Mutter 4 ist mit einer Bohrung 9 versehen, die mit einer Hülse 10 ausgekleidet ist, welche durch die Wandung des Druckübertragungsringes 7 in dessen Hohlraum 8 ragt. Das andere Ende der Bohrung 9 ist mittels eines Schraubnippels 11 über ein Rohr 12 an eine äußere Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen. Die Mutter 4 ruht auf einem vorläufigen Schlitzring 14, welcher so bemessen ist, daß der nicht unter Druck stehende Druckübertragungsring 7 den Raum zwischen dem Boden der Ringnut 5 und dem Ringkolben 6 ausfüllt, wenn der Schraubenkopf 3 des Schraubenbolzens 1 an der Unterseite der Baugruppe 2 anliegt. Wird nun Druckflüssigkeit in den Hohlraum 8 des Druckübertragungsringes 7 eingeführt, so wird die Mutter 4 durch den sich axial dehnenden Druckübertragungsring 7 über den Ringkolben 6 von der Auflagefläche der Baugruppe 2 unter Spannung des Schraubenbolzens 1 weggedrückt und gleichmäßig angehoben. Der ursprüngliche Schlitzring wird nun entfernt und durch einen neuen Schlitzring 14 von vorher genau bestimmter größerer Dicke ersetzt. Dann wird der Überdruck aus dem Hohlraum 8 des Druckübertragungsringes7 abgelassen, und der neu eingelegte Schlitzring 14 hält nunmehr die vorbestimmte Zugspannung in der Schraubverbindung genau und auf die Dauer konstant aufrecht.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 hat der Druckübertragungsring 7 einen flachen Querschnitt. In diesem Falle ist die Seitenwand der Mutter 4 angebohrt und mit einem eingeschraubten Anschlußnippel 15 versehen, der eine Hohlnadel 16 aufweist, welche die Wandung des Druckübertragungsringes 7 zwecks Einführung des Druckmittels in den Hohlraum desselben durchdringen kann.

Bei der Ausführungsform gemäß der F i g. 3 ist der Druckübertragungsring aus zwei zusammengeklebten Ringhälften 17, 18 gebildet, die einen Hohlraum 19 umschließen, in welchen das Druckmittel durch den Anschlußnippel 16 und die Hohlnadel 17 eingepreßt werden kann.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 4 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungen dadurch, daß die Ringnut 5 in einem besonderen Beilagring 24 untergebracht ist, der auf

. der zugehörigen Auflagefläche der Baugruppe 2 ruht.

Der hohle Druckübertragungsring 7 hat einen runden

Querschnitt. Die Bodenwandung 20 der Ringnut 5 und die gegenüberliegende Stirnwandung 21 des Ringkolbcns 6 haben entsprechend halbkreisförmige Querschnitte, in die sich der runde Querschnitt des Druckübertragungsringes 7 einlegt. Die Seiten der Stirnwandung 21 des Ringkolbens 6 bilden dadurch Lippen, die sich unter der Druckwirkung des unter Druck gesetzten Druckübertragungsringes 7 dicht gegen die zylindrischen Seitenwandungen der Ringnut S anlegen. Der Schlitzring 14 wird in diesem Falle zwischen die äußere obere Randfläche des Beilägringes 24 und die untere äußere Randfläche der Mutter 4 eingelegt.

Die F i g. 5 zeigt die Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung am Kopfende eines Schraubenbolzens 1. Die Ringnut 5 ist hier im unteren Ende des Schraubenkopfes 3 angeordnet. Der Ringkolben 6 stützt sich auf der zugehörigen Auflagefläche der Baugruppe 2 ab. Der Schlitzring 14 wird zwischen einem Flansch des Ringkolbens 6 und dem äußeren Stirnrand des Schraubenkopfes 3 eingelegt. Zur Zentrierung des Ringkolbens 6 ist derselbe mit einem Zapfen 22 versehen, der in einen zwischen dem Loch in der Baugruppe 2 und einer Einschnürung 23 des Schraubenbolzens 1 gebildeten Ringraum eingreift.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

i 4ÜU ÖÖU 1 2 PatentansDrüche· zusammen einen Arbeitsraum bilden, wobei der eine Teil mit dem Bolzen verbunden ist und der andere

1. Vorrichtung zum Erzielen einer vorbestimm- sich gegen eine Unterlage abstützt. Ein in dem ten Zugspannung in einer Schraubverbindung, Arbeitsraum befindliches, dickflüssiges Drucküberbei der die Mutter, der Schraubenkopf oder ein 5 tragungsmittel wird durch Anziehen einer Druck-Beilagring an der Auflageseite mit einer Ringnut schraube unter hohen Druck gebracht, wodurch der mit konzentrisch zylindrischen Seitenwänden ver- Kolben nach oben gedrückt und der Bolzen gespannt sehen ist, in der ein Druckübertragungsring aus wird. Die bei der Bewegung des Kolbens mitgenomgummielastischem Material angeordnet ist, der mene und angehobene Mutter wird dann nachgemit Druck beaufschlagbar ist und sich über einen io zogen, bis sie wieder auf ihrer Stützfläche aufliegt. Ringkolben auf der Auflagefläche abstützt, und Dadurch wird zwar erreicht, daß die Mutter bei einem mit einem unter die angehobene Mutter bzw. den Absinken des Druckes im Arbeitsraum die Belastung angehobenen Schraubenkopf einlegbaren Schlitz- des Schraubenbolzens übernimmt, aber eine genaue ring, nach Patent 1302 756, dadurch ge- Einstellung und Festlegung der Mutter ist wegen des kennzeichnet, daß der Druckübertragungs- 15 Gewindespiels und des nur mit Gefühl ausführbaren ring (7) in an sich bekannter Weise einen ring- Nachziehvorganges nicht möglich, so daß die Höhe förmigen Hohlraum (8,19) aufweist, der durch der in der Schraubverbindung erzeugten Zugspaneine Bohrung (10,16, 29) an eine äußere Druck- nung und deren Aufrechterhaltung nicht mit Sichermittelquelle anschließbar ist. heit erzielbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ao Um gegenüber diesen bekannten Vorrichtungen gekennzeichnet, daß das dem Druckübertragungs- eine gewünschte und vorbestimmte hohe Zugspanring (7) anliegende Ende des Ringkolbens (6, 26) nung in der Schraubverbindung mit einfachen Mitteln im Querschnitt eine konkave Umrißlinie hat, in genau fixieren und auch auf die Dauer aufrechtdie sich ein entsprechend konvex geformter Quer- erhalten zu können, ist die Schraubverbindung gemäß schnitt des Druckübertragungsringes (7) einlegt. 35 dem Hauptpatent mit einem unter die angehobene

Mutter bzw. den angehobenen Schraubenkopf einleg-

baren Schlitzring versehen. Mit Hilfe dieses Schlitzringes kann die vorbestimmte Zugspannung sehr

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzie- genau, zuverlässig und bleibend fixiert werden, weil len einer vorbestimmten Zugspannung in einer 30 die jeweils erforderliche Breite des einzulegenden

Schraubverbindung und bezweckt eine Verbesserung Schlitzringes durch eine Präzisionsbearbeitung wie

und weitere Ausgestaltung der durch das Patent insbesondere Feinschleifen ohne wesentliche Schwie-

1 302 756 geschützten Erfindung. rigkeiten hergestellt werden kann. Die beim bloßen

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Vorrichtung Nachziehen der Mutter verbleibende Unsicherheit in

der genannten Art, bei der die Mutter, der Schrauben- 35 der erreichten Einstellgenauigkeit kommt dadurch in

kopf oder ein Beilagring der Schraubverbindung an Fortfall.

der Auflageseite mit einer Ringnut mit konzentrisch Die Druckbeaufschlagung des Druckübertragungszylindrischen Seitenwänden versehen ist, in der ein ringes geschieht bei der Vorrichtung gemäß dem Druckübertragungsring aus gummielastischem Ma- Hauptpatent mittels Druckschrauben, die unter terial angeordnet ist, der mit Druck beaufschlagbar 4° Zwischenschaltung von Druckkolben auf das gummiist und sich über einen Ringkolben auf der Auflage- elastische Vollmaterial des Druckübertragungsringes fläche abstützt. wirken. Da hierbei die Druckschrauben von Hand

Bei einer bekannten, in der Zeitschrift »Enginee- nacheinander in ihre Gewindebohrungen eingering« vom

3. Juni 1960, S. 767 beschriebenen Vor- schraubt werden müssen, kann es vorkommen, daß richtung dieser Art wird zwar beim Anziehen einer in 45 der Druckübertragungsring an den verschiedenen der Mutter angeordneten Druckschraube unter der Druckstellen der Druckkolben ungleichmäßig stark Wirkung des unter Druck gebrachten gummielasti- deformiert wird, so daß die Mutter oder der Schrauschen Materials eine erhöhte Zugspannung in der benkopf nicht genau gleichmäßig an ihrem ganzen Schraubverbindung erzeugt, aber diese Zugspannung Umfang angehoben wird. Dies hat zur Folge, daß läßt sich praktisch nicht auf längere Zeit in der 50 sich der äußerst genau geschliffene Schlitzring nicht gewünschten Höhe aufrechterhalten. Denn bei dem ohne weiteres leicht und mit der erforderlichen hohen hydraulischen Druck, unter den das gummi- Genauigkeit in den Spalt zwischen der angehobenen elastische Material gesetzt werden muß, läßt es sich Mutter bzw. dem angehobenen Schraubenkopf und nicht vermeiden, daß die bei der bekannten Vorrich- der Auflagefläche einlegen läßt. Abgesehen davon ist tung vorgesehenen Dichtungen und das kolben- 55 das gleichmäßige Anziehen mehrerer Druckschrauben förmige Druckpolster mit der Zeit nachgeben bzw. von Hand umständlich und zeitraubend. Die gleichen undicht werden. Diese Vorrichtung eignet sich daher Schwierigkeiten treten auf, wenn es z. B. im Schiffsnur für ein vorübergehendes starkes Anziehen der und Großmaschinenbau bei Wellenverbindungen und Mutter oder Schraube, wie dies bei der Metall- -lagern darauf ankommt, eine größere Anzahl von bearbeitung zum zeitweiligen Zusammenklemmen von 60 Muttern oder Schrauben der gesamten Verbindung Werkstücken oder Werkzeugen auch ausreicht. genau gleich stark anzuziehen und konstant angezo-

Bei einer anderen bekannten, in der deutschen gen zu halten, um ein Verziehen oder einen Bruch

Patentschrift 875 426 beschriebenen Einrichtung zur von Teilen infolge ungleichmäßiger Beanspruchung

Erleichterung des Anziehens und Lösens von Mut- zu vermeiden.

tern ist eine von der Mutter unabhängige hydrau- 63 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

jische Vorrichtung zum Spannen des Schrauben- bei einer Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent ein

bolzens vorgesehen, die aus einem Kolben und einem leichtes, rasch durchführbares und klemmungsfreies

damit zusammenarbeitenden Zylinder besteht, die Einlegen des Schlitzringes unter die angehobene