DE2804313A1

DE2804313A1 - Spannvorrichtung zum anspannen von schraubenbolzen, stiftschrauben und aehnlichen spannteilen sowie verfahren zur herstellung eines dehnbaren dichtungsteiles fuer die spannvorrichtung

Info

Publication number: DE2804313A1
Application number: DE19782804313
Authority: DE
Inventors: Thomas Walter Bunyan
Original assignee: Pilgrim Engineering Developments Ltd
Current assignee: Pilgrim Engineering Developments Ltd
Priority date: 1977-02-02
Filing date: 1978-02-01
Publication date: 1978-08-03
Also published as: FR2400998B1; JPS6222751B2; JPS53101199A; US4281580A; FR2400999B1; DE2804313C2; FR2400998A1; GB1592091A; SE7801202L; SE435249B; FR2400999A1

Description

P-10487

Anmelder: Pilgrim Engineering Developments Ltd.

Beaufort House, St. Botolph Street London EC3A 7DX / England

Bezeichnung: Spannvorrichtung zum Anspannen von

Schraubenbolzen, Stiftschrauben und ähnlichen Spannteilen sowie Verfahren zur Herstellung eines dehnbaren Dichtungsteiles für die Spannvorrichtung

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Spannvorrichtungen zum Anspannen von Schraubenbolzen, Stiftschrauben und ähnlichen Spannteilen.

Hydraulische Spannvorrichtungen, wie zum Beispiel hydraulische Schraubenmuttern oder hydraulische Schraubenbolzen mit einem kreisringförmigen Kolben, sind bisher beispielsweise zum Anspannen verbolzter Planschverbindungen verwendet worden. Der kreisringförmige Kolben ist in einer kreisringförmigen Ausnehmung in der Schraubenmutter oder dem Schraubenbolzenkopf vorgesehen und umgibt den sich durch den Plansch hindurch erstreckenden Bolzen. Der Kolben wird aus der Ausnehmung und gegen den Plansch durch hydraulisches Druckströmungsmittel getrieben, das der Ausnehmung zugeführt wird, um den Schraubenbolzen anzuspannen. Daraufhin kann eine Befestigungsschraubenmutter gegen den Plansch heruntergeschraubt werden oder können Blechzwischenlagen oder Blechunterlagen in Porm eines geteilten Ringes in den verfügbaren Spalt unterhalb des Schraubenbolzenkopfes oder des Körpers der Schraubenmutter eingesetzt werden, so dass der hydraulische Druck ausgelöst werden kann.

Hydraulische Schraubenmuttern oder hydraulische Schraubenbolzen sind zwangsmässig grosser als die entsprechenden gewöhnlichen Schraubenmuttern oder Schraubenbolzen, um den kreisringförmigen Kolben unterzubringen. Infolge dieser grösseren Dimension ist nicht immer möglich, eine derart nahe oder dichte Steigung zu erzielen, wie es erwünscht wäre, um einen im wesentlichen gleichmässigen Druck der Planschstirnflächen zu gewährleisten.

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Bei bisherigen Versuchen zur Überwindung dieses Nachteiles bei hydraulischen Spannvorrichtungen ist eine gesonderte Überbrückungsvorrichtung vorgesehen worden. Diese Vorrichtung ist in ihrer Mitte durch einen Adapter mit einem herkömmlichen Bolzen verbunden und hat Brückenstützen, welche über benachbarten Bolzen auf jeder Seite unter Verwendung von Abstandshalterkappen angeordnet. Hydraulisches Strömungsmittel wird zwei hydraulischen Zylindern innerhalb der Brückenstützen zugeführt, wobei die Belastung, welche durch die Kolben auf die benachbarten Bolzen übertragen wird, eine Aufwärtskraft erzeugt, die eine Zugbeanspruchung in dem angespannten Bolzen verursacht .Um eine wirkungsvolle Übertragung der betreffenden Kräfte zu gewährleisten, ohne die Brücke zu biegen, muss die Vorrichtung eine massive und verhältnismässig sperrige Konstruktion haben.

Erfindungsgemäss wird eine Spannvorrichtung mit einem Körper vorgesehen, welcher eine Kolbeneinrichtung hat, die in einer mit einer Ausnehmung versehenen Stirnfläche des Körpers angeordnet und parallel zur Achse eines Schaftes bewegbar ist, der sich von dem Körper erstreckt, oder einer Bohrung, welche sich durch den Körper hindurch erstreckt, sowie eine Einrichtung zum zuführen von hydraulischem Strömungsmittel hinter die Kolbeneinrichtung, und die Kolbeneinrichtung in der axialen Richtung zu drücken oder treiben, welche durch die besagte Stirnfläche führt, wobei die Kolbeneinrichtung eine Betriebsdimension oder Gesamtbe— messung in einer ersten Richtung quer zur Achse hat, welche kleiner als der kleinstmögliche Gesamtdurchmesser eines kreisringförmigen Kolbens ist, der den selben Kolbenflächenbereich ergibt, sowie mit einer Gesamtbemessung in einer anderen Richtung quer zur besagten Achse und senkrecht zur besagten einen Richtung, welche kleiner als die kleinste

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Gesamthauptbemess - ung ist für zwei entgegengesetzte, kreisförmige Kolben, welche den selben Kolbenoberflächenbereich ergeben, sowie mit zwei getrennten oder verbundenen Oberflächenbereichen an entgegengesetzten Seiten an einer Ebene des Körpers durch die besagte Achse hindurch und parallel zur besagten einen Richtung, welche Flächenschwerpunkte haben, die mit der besagten Achse koHLnear und von der besagten Achse auf jeder Seite derselben durch entsprechende Distanzen in Abstand angeordnet sind, welche dzu ihren entsprechenden Bereichen umgekehrt proportional, sind.

Bei dieser Anordnung kann die hydraulische Spannvorrichtung eine kleinere Gesamtgrösse oder Baudimension bzw. Gesamtbreite als eine vergleichbare Vorrichtung haben, welche einen kreisförmigen Kolben des selben Kolbenoberflächenbereiches hat, wobei er beispielsweise in Form eines Bolzens, einer Schraubenmutter oder einer kein Gewinde aufweisenden Unterlegscheibenartigen-Konstruktion ausgebildet sein kann. Eine derartige Vorrichtung erfährt ferner geringere innere Biegemomente, als jene, welche bei der Verwendung zweier entgegengesetzter kreisförmiger Kolben auftreten, so dass sie nicht so umfangreich und sperrig sein muss.

Erfindungsgemässe Vorrichtungen haben verschiedene Formen von Kolbeneinrichtungen, welche Gegenstand der oben erwähnten Einschränkungen der Gesamtbemsssungen der Kolbeneinrichtung und der Anordnung der Oberflächenschwerpunkte der Kolbenoberflächenbereiche sind. Die Kolbeneinrichtung kann auch zwei Kolben in den beiden Bereichen der ausgenommenen Stirnfläche sein, welche an entgegengesetzten Seiten der Querebene des Körpers liegen, oder kann die Kolbeneinrichtung einen einzigen Kolben bilden, der sich über diesen beiden

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Bereichen erstreckt. Von diesen beiden Alternativen wird die erstere bevorzugt, da die minimale Gesamtbemessung der Vorrichtung dann nur durch den Durchmesser des Schaftes oder der Bohrung bestimmt werden muss. Darüber hinaus erfordern zwei Kolben keinen dünnen Verbindungsabschnitt, der sich zwischen den beiden Bereichen der Stirnfläche erstreckt, wobei dieser Abschnitt notwendigerweise ein Merkmal der letzteren ist und manchmal Gegenstand einer Biegung oder eines Nachgebens bei extremen hydraulischen Drücken sein kann.

Wenn die Oberflächenschwerpunkte der beiden Stirnflächen in dem selben Abstand von der Achse liegen, so haben die beiden getrennten oder verbundenen Teile der Kolbeneinrichtung auf jeder Seite der besagten Ebene des Körpers vorzugsweise die selbe Form und sind vorzugsweise miteinander symmetrisch in Bezug auf die Querebene. Eine Kolbeneinrichtung ohne solche Symmetrie kann verwendet werden, wobei jedoch sie typischerweise dann keine Oberflächenschwerpunkte hat, die von der Achse in gleichem Abstand liegen. Ein Beispiel dieser letzteren Konstruktion bei einer Vorrichtung zum Zusammendrücken oder Andrücken eines kreisringförmigen Flansches einer scharfen Krümmung vorliegen, wenn ein Radialanschlag der benachbarten Vorrichtung ohne wirksame Verwendung des Bereiches der Stirnfläche möglich sein würde, welche zur Aufnahme der Kolbeneinrichtung zur Verfugung steht.

Es ist wünschenswert, die Biegemomente innerhalb der Vorrichtung auf ein Minimum herabzusetzen und die Kolbeneinrichtung derart anzuordnen, dass sie so nahe der Achse des Schaftes oder der Bohrung wie möglich liegt. Es ist somit bevazugt, dass der Kolben oder die Kolben um die Achse herum sich krümmen, so dass sie eine konkave Seitenfläche

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neben der Achse haben. Der durch die konkave Seitenoberfläche beschriebene Bogen ist gewöhnlich ein Bogen eines Kreises, der auf der Achse zentriert ist und einen Radius hat, der gerade grosser als jener des Schaftes oder der Bohrung ist, obwohl auch andere Kurven Anwendung finden können. Wenn ein einziger Kolben Verwendung findet, so kann er sich ganz um die Achse herum erstrecken, um somit eine zylindrische Seitenfläche zu haben.

Eine Form wird für die Kolbeneinrichtung besonders bevorzugt. Bei dieser handelt es sich um zwei gleiche Kolben, wovon jeder eine halbmondförmige oder "nierenförmige" Kolbenoberfläche hat. Eine zweckmässige Nierenform kann erhalten werden, indem ein kleinerer Bogen eines Kreises und dann ein zweiter, grösserer Bogen geschrieben wird, wobei der überschneidende Bogen an der Halbierenden des ersten Bogens zentriert ist, worauf die Schnittpunkte abgerundet werden. Der Radius des ersten Bogens ist gewöhnlich etwas grosser als jener des Schaftes oder der Bohrung, wie in dem vorhergehenden Absatz erörtert wurde, wobei der Radius des zweiten Bogens etwa gleich gross oder grosser ist. Es leuchtet ein, dass der Mittelpunkt des zweiten 'Bogens entlang der Schnittlinie verschoben werden kann, und dass auch andere als nur kreisförmige Bögen verwendet werden können.

Die Einrichtung zur Zuführung von hydraulischem Strömungsmittel hinter der Kolbeneinrichtung kann herkömmlich sein. Eine derartige Einrichtung kann eine Zuführbohrung oder Speisebohrung aufweisen, welche sich durch den Körper der Vorrichtung hindurch und in eine Kammer hinter jedem Kolben der Kolbeneinrichtung und innerhalb der Ausnehmungsstirnfläche erstreckt* Bei Vorhandensein einer zweckmässigen

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Abdichtungseinrichtung zur Verhinderung eines Ausweichens des Strömungsmittels aus der Kammer kann Strömungsmittel unter hohem Druck zugeführt werden. Bei einer bevorzugten Anordnung nimmt ein dehnbarer Dichtungsteil die Kammer oder jede Kammer ein, wobei ein Rohr, welches manchmal in Form einer hohlen Nadel ausgebildet ist, sich von der Zuführbohrung in den Abdichtungsteil hinein erstreckt. Hydraulisches Strömungsmittel wird jedem Abdichtungsteil zugeführt, um zu bewirken, dass sich dieser ausdehnt. Die seitliche Ausdehnung wird durch die Seitenwände der Kammer eingeschränkt, so dass eine Axialausdehnung erfolgt, um die Kolbeneinrichtung von dem Körper der Vorrichtung nach aussen zu treiben.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines dehnbaren Dichtungsgliedes weist eine Schicht aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen, verformbaren, nicht zusammendrückbaren Werkstoff auf, welcher um einen Bildner oder Former herum geformt ist und diesen umschliesst. Hydraulisches Strömungsmittel kann ohne weiteres in den Teil eingespritzt werden, beispielsweise über eine Schaftverbindung, welche am Former passend angebracht ist, wodurch die elastische oder nachgiebige Schicht von dem Former abgehoben wird, um den Dichtungsteil auszudehnen. Es können gegebenenfalls Kanäle in der Oberfläche des Formers innerhalb des Dichtungsteiles vorgesehen sein, um die Verteilung des eingespritzten hydraulischen Strömungsmittels zu erleichtern, und um der Gewährleistung einer gleichmässigen Ausdehnung der elastischen Schicht zu verhelfen. Zu diesem Zweck sind die Kanäle mit Salz oder einem anderen wegwerfbaren Material vor dem Formen auf der elastischen Schicht gefüllt. Nach dem Formungsvor-

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gang kann ein zweckmässiges Lösungsmittel (Wasser für Salz) eingespritzt werden, um das wegwerfbare Material aufzulösen, worauf die dabei gebildete Lösung abgenommen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der dehnbare Dichtungsteil eine Nitrilgummischicht, welche um einen metalischen, vorzugsweise Aluminiumformer, herumgeformt ist.

Es wird erwartet, dass dehnbare Dichtungsteile der in dem letzten Absatz oben beschriebenen Art bei anderen Spannvorrichtung Verwendung finden können, beispielsweise bei Spannvorrichtungen mit kreisringförmigen Kolben oder mit einem kreisförmigen Umriss in Draufsicht, zusätzlich zu: jenen, welche erfindungsgemäss entsprechend der vorhergehenden Definition vorgesehen sind. Angesichts dieser Erwartung wird erfindungsgemäss ferner in einem zweiten Aspekt eine Spannvorrichtung mit einem Körper geschaffen, der einen oder mehrere Kolben hat, die in einer Ausnehmungsstirnflache des Körpers angeordnet und parallel zur Achse eine? Schaftes bewegbar sind, der sich von dem Körper oder von. einer Bohrung erstreckt, die sich durch den Körper erstreckt, wobei ein dehnbarer Abdichtungsteil in der Ausnehmung hinter jedem Kolben vorgesehen ist und eine Schicht aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen, verformbaren, nicht zusammendrückbaren Werkstoff aufweist, die um einen Former herum geformt ist und diesen umschliesst, und wobei ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, um hydraulisches Strömungsmittel zu dem oder jedem Teil zuzuführen, um zu bewirken, dass seine elastische Schicht sich ausdehnt und somit den bzw. jeden Kolben in einer Richtung bleibt, welche durch die besagte Stirnfläche hindurch hinausführt.

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Die Zufuhr des hydraulischen Strömungsmittels dem bzw. jedem Dichtungsteil beispielsweise durch Schaftverbindungen, führt zur Ausdehnung der elastischen Schicht weg von dem Former. Eine wesentliche seitliche Ausdehnung wird durch die Seitenwände der Ausnehmung verhindert, so dass die axiale Ausdehnung stattfindet, mit dem Ergebnis, dass der oder jeder Bogen von der Stirnfläche nach aussen getrieben wird.

In Zusammenhang mit dem Obigen wird erfindungsgemäss auch ein Verfahren zur Herstellung eines dehnbaren Dichtungsteiles für Spannvorrichtungen, wie oben beschrieben, geschaffen, wobei das Verfahren darin besteht, dass eine Schicht aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen, verformbaren, nicht zusammendrückbaren Werkstoff um einen Former herum gebildet wird. Die vorliegende Erfindung umfasst auch das Produkt dieses Verfahrens.

Ein dehnbarer Dichtungsteil mit einer elastischen Schicht, der bzw. die um einen Metallformer herumgebildet ist, kann leichter gemacht werden als die meisten der dehnbaren Dichtungsteile, die bisher bei hydraulischen Spannvorrichtungen vorgesehen worden sind. Bisher ist bei kreisringförmigen Kolben ein hohler, kreisringförmiger, dehnbarer Dichtungsteil aus Gummi verwendet worden, wobei jedoch Schwierigkeiten beim Bilden der durchgehenden Durchbrechung oder des durchgehenden Kanals in solchen Teilen entstanden sind. Diese Schwierigkeiten werden mit Hilfe der dehnbaren Dichtungsteile überwunden, welche nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, da der Gummi um den Former herum geformt wird und der Former selbst innerhalb des Dichtungsteiles im Gebrauchszustand verbleibt. Das in den Dichtungsteil eingespritzte hydrau-

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lische Strömungsmittel tritt zwischen den Former und die Innenseite des Dichtungsgliedes ein, um den Dichtungsteil von dem Former weg zu dehnen. Darüber hinaus wird durch die Einspritzung des hydraulischen Strömungsmittels in den vorliegenden, dehnbaren Dichtungsteil schnell jedes Verteilungskanals geführt, worauf unmittelbar die Ausdehnung eintritt. Dies ist im Gegensatz zu den herkömmlichen, dehnbaren Dichtungsteilen, bei welchen der kontinuierliche Kanal einen wesentlichen Totraum darstellt, der mit hydraulischem Strömungsmittel vor Eintritt der Ausströmung geführt werden muss. Da die Hochdruckpumpen, welche gewöhnlich zum Einspritzen von hydraulischem Strömungsmittel verwendet werden, ein geringes Vermögen aufweisen, stellt dieses Einsparen in Bezug auf den Totraum ein wesentliches Einsparen der Zeit, welche zum Anspannen der hydraulischen Spannvorrichtung erforderlich ist.

Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, darin zeigen;

Fig. 1 ein senkrechter Querschnitt eines Flanschbdzens mit einer hydraulischen unterlegseheibenartigen Vorrichtung, welche die vorliegende Erfindung beinhaltet;

Fig. 2 eine horizontale Querschnittansicht des Bolzens und der hydraulischen Vorrichtung gem. Fig. 1, entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine horizontale Querschnittsansicht, welche jener gemäss Fig. 2 ähnlich ist, und zwar einer alternativen erfindungsgemässen hydraulischen Vorrichtung;

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Fig. 4a und b Drauf- und Seitenansichten eines Formers;

Fig. 5a, b und £ Stirn- Seiten- und Gegenstirnansichten eines Befestigungsstiftes für den Former;

Fig. 6 eine Draufsicht einer Arbeitsformeinrichtung;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII;gem. Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII gem. Fig.6;

Fig. 9 eine Draufsicht eines Kolbens;

Fig.10 einen Schnitt entlang der Linie X-X; und

Fig.11 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI.

Bezugnehmend zunächst auf die Fig. 1 und 2 zeigen diese Figuren einen Bolzen 10, der sich durch einen Flansch 12 hindurch erstreckt und durch eine hydraulische unterleg*- scheibenartige erfindungsgemässe Vorrichtung 14 gespannt und durch eine Mutter 15 auf den Bolzen festgehalten wird. Die hydraulische Vorrichtung 14 hat eine glatte Mittelbohrung 16 für den Bolzen und weist einen länglichen Körper 18 aus hochziehbaren Stahl auf, der eine Ausnehmungsstirnflache 20 aufweist, die die Kolbeneinrichtung 22 in Form eines einzigen Kolbens aufnimmt, der den Bolzen 10 umgibt. Die Ausnehmung in der Stirnfläche 20 ist derart bemessen, dass die Kolbeneinrichtung 22 parallel zur Achse der Bohrung 16 beweglich ist.

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Wie aus Pig. 1 ersichtlich, nimmt ein dehnbarer Dichtungsteil 24 eine Kammer innerhalb der Ausnehmungsstirnfläche 20 und den Raum hinter der Rückoberfläche der Kolbenoberfläche ein. Dieser Dichtungsteil 24 weist eine Schicht 26 aus Nitrilgummi auf, wobei diese Schicht bzw. der Gummi auf einem Metallformer 28, der zweckmässigerweise aus Aluminium besteht, durch eine Arbeitsform gebildet ist. Eine Bohrung 30 erstreckt sich durch den länglichen Körper 18 hinduch und nimmt eine Schachtverbindung 32 auf, um hydraulisches Strömungsmittel dem dehnbaren Dichtungspaar 24 zuzuführen und um die Kolbeneinrichtung 22 in einer Einrichtung zu treiben, welche durch die besagte Ausnehmungsstirnfläche hindurchführt.

Zur Erleichterung der Verteilung des hydraulischen Strömugsmittels innerhalb des Dichtungsteiles 24 sind hohle Kanäle 34 vorgesehen. Diese hohlen Kanäle sind in dem Dichtungsteil während der Formung unter Verwendung von wegwerfbaren Kernen aus einem lösbaren Material, wie einfachem Salz, gebildet. Während der Fertigung des Dichtungsteiles werden die Kanäle mit Salz vor der Formung der elastischen Schicht 26 gefüllt. Daraufhin wird Wasser eingespritzt um das Salz aufzulösen, worauf die somit gebildete Lösung entnommen wird.

Die Form der Kolbeneinrichtung 22 ist aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich; der horizontale Querschnitt ist derselbe wie für den Dichtungsteil 24. Die Kolbeneinrichtung 20 hat eine kreisförmig- zylindrische innere SeitenoberfLäche 36 mit einem Radius, der gerade grosser als jener der Bohrung ist, sowie eine verlängerte bzw. ausgedehnte, äussere Sei-

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tenoberflache 38. Die äussere Seitenoberfläche 38 ist derart bemessen, dass die Kolbeneinrichtung 22 eine Gesamtquerdimension hat, welche kleiner als der kleinstmögliche G-esamtdurchmesser eines kreisringförmigen Kolbens ist, wodurch sich der selbe Kolbenoberflächenbereich ergibt, sowie eine G-esamtlängsdimension, welche kleiner als die kleinstmögliche ist, für zwei entgegengesetzte kreisförmige Kolben, wodurch derselbe Kolbenoberflächenbereich entsteht. Darüber hinaus haben die beiden Kolbenoberflächenbereiche der Kolbeneinrichtung auf jeder Seite der Querebene 40 des Körperoberflächenschwerpunkts, welche mit der Achse der Bohrung 16 kollinear und in gleichem Abstand davon angeordnet sind.

Im Gebrauchszustand wird hydraulisches Strömungsmittel über ein Ansaugrohr oder Zweigrohr einer Reihe gleicher Spannvorrichtungen zugeführt, welche ähnlich der hydraulischen Vorrichtung 14 angeordnet sind. Sobald dies geschehen ist, bewirkt das Strömungsmittel, dass sich die elastische Schult 26 ausdehnt und danach tritt, die Kolbeneinrichtung 22 aus der Ausnehmungsstirnfläche 20 weg zu treiben. Die Belastung, die durch die Kolbeneinrichtung 22 auf die Stirnfläche des Flansches 12 übertragen wird, bildet eine Aufwärtskraft, welche gegen die Mutter 15 wirkt, welche wiederum eine zur Beanspruchung in den Bolzen 10 verursacht. Mit steigendem Strömungsmitteldruck steigt auch die Zugbeanspruchung an, bis beispielsweise bei 2100 kp/cm (30 000 psi) sich die elastische Schicht 26 bis zur Relativstellung 26' ausgedehnt hat, welche in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Der Körper 18 wird sich dann bis zur Relativstellung 18' bewegt haben, mit dem Ergebnis, dass die Stirnfläche 20 bei x-x an Stelle von y-y liegt. Daraufhin kann ein Paar von gespaltenen Beilageblechen in den verfügbaren Spalt eingesetzt werden, worauf der Strömungsmitteldruck ausgelöst bzw. freigegeben wird. Die Beilageteile

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sind vorzugsweise durch die Querebene 40 des Körpers gespalten, wobei jeder Beilagenteil ein Profil hat, das durch die Punkte a Ms g gegenüber liegt, wobei sie eine Dicke xy aufweisen.

Als eine Alternative gegenüber dem Einsatz von Beilagen, kann eine (nichtgezeigte) Arbeitsmutter gegen den Plansch um einen Abstand heruntergeschraubt werden, der gleich dem Spalt xy ist. Daraufhin kann der Strömungsmitteldruck aufgehoben und die Arbeitsmutter und die hydraulische Vorrichtung 40 entfernt werden.

Die in Fig. 3 dargestellte, zweite Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche, wie oben beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Kolbeneinrichtungszwei gesonderte Kolben aufweist, wovon jeder eine nierenförmige Kolbenoberfläche hat. Die Oberflächen oder Stirnflächen haben die selbe Gestalt oder Form wie der horizontale Querschnitt durch die entsprechenden, dehnbaren Dichtungsteile 50, welche in Fig. 3 gezeigt sind. Die hier dargestellte Spannvorrichtung ist wiederum eine hydraulische unterlegscheibenartige Vorrichtung 52 mit einer Mittelbohrung 54 für einen Bolzen. Gesonderte Zuführungsbohrungen mit Schaftverbindungen 56 sind vorgesehen zur Zuführung von hydraulischem Strömungsmittel den beiden Dichtungsteilen, obwohl ein Ansaugrohr oder ein Zweigrohr oder eine andere Anordnung verwendet wird, um zu gewährleisten, dass Strömungsmittel unter dem selben Druck beiden zugeführt wird. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist sonst die selbe wie jene für die Vorrichtung gem. Fig. 1 und 2, wobei Beilagen oder eine Arbeitsmutter verwendet werden können, um den Spalt aufzunehmen, der durch die Verwendung der Vorrichtung erhalten wird.

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Die beiden oben beschriebenen hydraulischen Vorrichtungen haben den Vorteil, dass der Körper weniger umfangreich ist als eine vergleichbare herkömmliche Vorrichtung mit einem kreisförmigen Kolben, wodurch das gleichzeitige Anspannen benachbarter Bolzen ermöglicht, die dicht nebeneinander im Sinne einer Steigung liegen. Darüber hinaus werden Biegemomente innerhalb der Vorrichtungen auf ein Minimum herabgesetzt, und zwar unter Verwendung jeder der dargestellten Kolbeneinrichtungen. Im Vergleich mit der in den Fig. 1 und gezeigten Konstruktion hat jener gemäss Fig. 3 den weiteren Vorteil einer Kolbeneinrichtung mit keinen verhältnismässig dünnen Abschnitten, welche unter extremen Drücken einer gewissen Biegung ausgesetzt sein können.

Der Vorgang zur Herstellung des Dichtungsteiles wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 11 beschrieben.

Ein Aluminiumformer 111 einer Stärke von 9»53 mm (3/8 Zoll) wird gebohrt und in drei Stellungen für Innengewinde geschnitten, wie bei 102 in den Fig. 4a und 4b_ gezeigt. In diese Löcher werden drei Befestigungsstifte 103 für den Former eingebracht, wie Fig. 5a, b und _c, welche aus einer flusseisernen Stange hergestellt sind, und welche an einem Ende 104 mit einem Aussengewinde versehen sind, um den Former 101 einzuschrauben, wobei sie auch innen maschinel bearbeitet und mit einem Gewinde versehen sind, beispielsweise 8BA, am anderen Ende 105. Der Befestigungsstift 103 für den Former hat ausreichende Länge, um die erforderliche Dicke der oberen und unteren Oberfläche des Nitrilgummireifens zu ergeben.

Die Arbeitsform 106 ist in Fig. 5 gezeigt und hat einen Hohlraum 120 mit drei Brustwarzen- oder Saugerlöchern 107 am Boden desselben, wobei jedes solches Rohr zuerst zu

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einem Rohr 111 reduziert ist, welches klein genug im Durchmesser ist, um den Befestigungsstift für den Former zu stützen. Dies wird weiter bis zu einem Durchmesser reduziert, der ausreicht, um den Schaft eines Bolzens 8BA bei 108 aufzunehmen, woraufhin dieses grosser wird, um den Kopf desselben Bolzens 8BA bei 109 aufzunehmen.

Zwei Scheiben oder Blätter eines ungehärteten Nitrilgummis mit einer Shore-Härte 60 und einer Dicke von 4,76 mm (3/16 Zoll) werden zu einer bestimmten Form geschnitten, um somit etwas grosser als der Formhohlraum 120 zu sein, worauf sie entfettet werden. Ein Blatt wird in den Boden der Form gelegt, welcher ebenso entfettet worden ist.

Der Aluminiumformer 101 mit den Befestigungsstiften 103, die nun in Stellung sitzen, wird der Form106 zugeführt, wobei die Stifte durch die Bodenschicht aus Nitrilgummi hindurchgeführt werden, worauf sie in die Saugerlöcher gebracht wird, worin die Anordnung in der Form durch Verwendung der Bolzen 8BA befestigt wird.

Es ist somit ersichtlich, dass die Befestigungsstifte des Formers den Former in der Form sehr sicher halten, wodurch die gleichmässige Wanddicke des fertiggestellten gehärteten Reifens erhalten wird.

Ein Streifen mit der richtigen Menge desselben ungehärteten Nitrilgummis mit einer Weite oder Breite bzw. einer Dimension von beispielsweise 9»53 mm (3/8 Zoll) wird entfettet und um die Seiten der Form zwischen der Form und den Seiten des Aluminiumformers und über die Bodenschicht aus Gummi gelegt.

Das zweite Blatt aus Nitrilgummi, das zu einer bestimmten Dimension geschnitten wird, wird auf das Oberteil des Formers

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gelegt und an die Seitenwände methodisch geknetet, um etwaige Luft auszuschliessen, welche in der ungehärteten Anordnung eingefangen sein kann.

Ein Kolben 111 (Pig. 9-11) mit einer Ausnehmung 114 auf seiner unteren Seite wird auf den oberen Teil der Anordnung gebracht, wobei eine dicke, flache Platte über die ganze Anordnung gebracht wird, um gleichmässige Wärmeverteilung zu erzielen und auch um jeweilige Ungleichmässigkeiten der Platte der hydraulischen Presse auszugleichen, welche für den Härtevorgang verwendet wird.

Nach der Aushärtung wird die Reifenanordnung aus der Form entfernt und zum Abkühlen gelassen. Sobald das Abkühlen stattgefunden hat, kann ein Befestigungsstift 103 des Formers entfernt und der Reifen getestet werden, und zwar unter Verwendung einer Standardwerkstatt-Luftleitung bei 7 kp/cm (100 psi). Da der Reifen in diesem Test nicht eingeschränkt ist, wird er bei weitem grösseren Beanspruchungen ausgesetzt, als dies in der Praxis jeweils der Fall wäre. Eintauchen des aufgeblähten Reifens in Wasser, bestimmt, ob irgendwelche Leckstellen vorhanden sind. Der Druck kann nun aufgehoben werden, wobei die beiden verbleibenden Befestigungsstifte für den Former entfernt werden können. Eine Rontgenuntersuchung des Reifens kann erfolgen, um eine konstante Wanddicke zu zeigen.

Hierbei ist zu beachten, dass der Aluminiumformer während seiner Verwendung in dem Reifen verbleibt. Im Gebrauchszustand werden die Löcher der beiden nichtgebrauchten Saugerlöcher in den Reifen ausgeblendet, und zwar unter Verwendung von flusseisernen Sondenpassstücken, welche in die Sauglöcher mit Presssitz eingesetzt werden oder aber unter Verwendung, bei Bedarf, von Araldite.

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Der Hauptvorteil der Verwendung dieser Befestigungsstifte für den Former zum Halten des Formers, abgesehen von dem Vorteil, der offensichtlich darin besteht, den Former daran zu hindern, sich während des Aushärtevorganges zu bewegen, besteht vielleicht darin, dass im Gebrauchszustand bei der Spannvomchtung die in dem Former gebohrten Löcher es dem Strömungsmittel, das auf einer Seite des Reifens eingeführt ist, rasch auf die andere Seite hinüber zu kommen, wodurch ein gleichmässiges Aufblähen des Reifens während der Anwendung des Druckvorganges ermöglicht wird, wobei ähnlich und vielleicht wichtiger ist, dass beim Entfernen des Druckes das Strömungsmittel zum hydraulischen Behälter (d.h. zu der Pumpe) gleichmässig zurückströmt, wodurch die Belastungszellenanordnung und in diesem Falle die Spannvorrichtung zu ihrer ursprünglichen Stellung rasch und gleichmässig zurückkehren kann.

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen näher beschrieben wurde, welche eine Bohrung ohne Gewinde haben, sind auch andere Ausführungsformen möglich. So z. B. könnte die vorgesehene Spannvorrichtung in Form eins hydraulischen Bolzens ausgebildet sein, wobei die Kolbeneinrichtung in einer Stirnfläche vorgesehen ist, von welcher sich der Schaft oder der Bolzen erstreckt.

Auf ähnliche Weise kann eine eher herkömmliche Ausführungsform des Dichtungsteiles Verwendung finden.

Es ist auch ersichtlich, dass während die verwendeten, dehnbaren Dichtungsteile im Zusammenhang mit bestimmten Spannvorrichtungen beschrieben wurden, die Verwendung eines solchen Teiles mit einer elastischen Schicht auf einem Metallformer eine weite Anwendbarkeit hat. Ein Beispiel würde bei Vorrichtungen zu zeitigen sein, die mehr mit den tekannten hydraulischen Muttern und hydraulischen Bolzen verwandt sind, wobei ein einziger kreisringförmiger Kolben Verwendung findet.

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Claims

Ansprüche

Spannvorrichtung, gekennzeichnet durch, einen Körper (18) mit einer Kolbeneinrichtung (22), welche in einer mit einer Ausnehmung versehenen Stirnfläche (20) des Körpers aufgenommen und parallel zur Achse eines Schaftes bewegbar ist, der sich von dem Körper oder von einer Bohrung erstreckt, die sich durch den Körper (18) erstreckt, einer Einrichtung zum zuführen eines hydraulischen Strömungsmittelsinters die Kolbeneinrichtung (22), um die Kolbeneinrichtung (22) in einer Axialrichtung zu treiben, welche durch die besagte Stirnfläche (20) hindurch führt, wobei die Kolbeneinrichtung (22) eine G-esamtdimension in einer ersten Richtung quer zur Achse hat, welche kleiner als der kleinstmögliche Gesamtdurchmesser eines kreisringförmigen Kolbens ist, wobei si;h der selbe Kolbenoberflächenbereich ergibt, sowie eine GesamtdimensioB. in einer anderen Richtung quer zur besagten Achse und senkrecht zur besagten einen Richtung, welche geringer als die kleinste Gesamthauptdimension ist, für ein Paar entgegengesetzter, kreisförmiger Kolben, wobei sich derselbe Kolbenoberflächenbereich ergibt, und mit zwei gesonderten oder verbundenen Oberflächenbereichen auf entgegengesetzten Seiten einer Ebene (40) des Körpers (18) durch die besagte Achse und parallel zur besagten einen Richtung, welche Oberflächenschwerpunkte hat, die mit der besagten Achse kollinear von der besagten Achse auf jeder Seite derselben um entsprechende Entfernungen in Abstand vorgesehen sind, welche zu ihren entsprechenden Bereichen umgekehrt proportional sind.

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2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (18) ein Bolzenkopf ist, und dass der Schaft des Bolzens sich von dem Bolzenkopf in der selben Richtung wie der Kolben erstreckt.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (18) .eine Unterlegscheibe (52) mit einer zylindrischen Bohrung (54)ist, welche sich hindurch parallel zu der Achse erstreckt.
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (18) eine Mutter mit einer Schraubengewindebohrung ist, die sich dadurch parallel zu der Achse erstreckt.
5. Spannvorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinrichtung (22) zwei Kolben in den beiden Bereichen der Stirnfläche mit der Ausnehmung aufweist, welche an entgegengesetzten Seiten der besagten Ebene des Körpers (18) liegen.
6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben eine nierenförmige oder halbmondförmige Kolbenstirnfläche haben.
7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinrichtung (22) einen einzigen Kolben aufweist, der sich über den beiden Bereichen der Stirnfläche mit der Ausnehmung erstreckt, wobei die Radialbemessung der Kolbenstirnfläche relativ gross entlang der Halbdurchmesser ist, die in der besagten anderen

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Sichtung liegen, und verhältnismässxg schmal entlang der Durchmesser ist, die in der besagten anderen Richtung liegen.
8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinrichtungen um die besagte Ebene des Körpers (18) symmetrisch angeordnet sind.
9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinrichtungen sich um die Achse herum derart krümmen, dass sie eine konkave Seitenoberfläche neben der Achse haben.
10. Spannvorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass der Bogen, der in der konkaven Seitenoberfläche beschrieben wird, der Bogen eines Kreises ist.
11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der beschriebene Bogen der Bogen eines Kreises ist, der auf der Achse zentriert ist und Radius hat, der etwas grosser als djener des Schaftes oder der Bohrung ist.
12. Spannvorrichtung nach Anspruch 11 in Zusammenhang mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bogen vollständig um die Achse herum erstreckt, um eine zylindrische Seitenoberfläche zu bilden.
13. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum zuführen von hydraulischem Strömungsmittel eine Zuführbohrung aufweist, die sich durch den Körper der Vorrichtung in einen dehnbaren Dichtungsteil (50) in

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einer Kammer oder in Kammern hinter dem Kolben oder den Kolben der Kolbeneinrichtung erstreckt.
14. Spannvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsteil eine Schicht aus Gummi oder ähnlichem elastischen, formbaren, nicht zusammendrückbaren Werkstoff aufweist, welche um einen Former (101) herum gebildet ist urü diesen umschliesst, der so angeordnet ist, dass hydraulisches Strömungsmittel in den Teil eingespritzt werden kann, um die elastische Schicht von dem Former abzuheben und den Dichtungsteil auszudehnen.
15. Spannvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Verteilungskanäle in der Oberfläche des Fomers (101) vorgesehen sind.
16. Spannvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Former (1Oj aus Metall besteht.
17. Spannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist.
18. Spannvorrichtung mit einem Körper mit einem oder mehreren Kolben, welche in einer mit einer Ausnehmung versehenen Stirnfläche des Körpers aufgenommen und parallel zur Achse eines Schaftes bewegbar sind, der sich von dem Körper oder von einer Bohrung erstreckt, die sich durch den Körper erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass ein dehnbarer Dichtungsteil in der Ausnehmung hinter jedem Kolben vorgesehen ist und eine Schicht aus Gummi oder ähnlichem elastischen, verformbaren, nicht zusammendrückbaren Werkstoff ausgebildet ist, der um einen Former herum gebildet

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und diesen umschliesst, und wobei eine Vorrichtung
zum zuführen von hydraulischem Strömungsmittel jedem oder jedem Teil vorgesehen ist, um zu bewirken, dass sich seine elastische Schicht ausdehnt und somit
den oder jeden Kolben in einer Richtung treibt, welche durch die besagte Stirnfläche hinaus führt.

19· Verfahren zur Herstellung eines dehnbaren Dichtungsteiles zur Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht aus Gummi oder
ähnlichem elastischen, verformbaren, nicht zusammendrückbaren Werkstoff um einen Former herum durch einen Formvorgang gebildet wird.

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