NO146528B - Anordning til bruk ved strekking av en bolt - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en anordning for bruk ved strekking av en bolt eller annen gjenget komponent, for å muliggjøre full tiltrekking av en mutter eller et komplementært gjengeele-ment på bolten eller den annen komponent, slik at bolten og/ eller tilknyttede deler spennes til en forutvalgt verdi.

I mange situasjoner vil den vanlige metode for tiltrekking av en mutter på en bolt, dvs. ved hjelp av en skrunøkkel, vise seg utilfredsstillende eller meget vanskelig å utføre, f.eks. når mutterene og boltene er meget store såsom ved kjemiske fabrikkanlegg og ved undervanns olje-rørledninger. I slike situasjoner benyttes et verktøy for å strekke eller spenne bolten slik at mutteren kan dreies forholdsvis lett. En kjent verktøyutførelse omfatter en ringformet, hydraulisk jekk som bolten kan strekke seg gjennom, et vesentlig rørformet avstands-element som kan oppta en mutter, som står i inngrep med bolten og som er innrettet til å ligge mellom jekkens ene side og en flate som mutteren skal tiltrekkes mot, samt et trekkelement i form av en hjelpemutter som skrues på bolten inntil den støter mot jekkens andre side. Ved påvirkning av jekken strekkes bolten og avstandselementet er slik anordnet at den egentlige mutter kan plasseres og dreies rundt.

Nar høye trykk må anvendes, f.eks. høyere enn 35 000 KN/m 2, er konvensjonelle hydrauliske stempeltetninger upålitelige.

Ved trykk på 70 000 KN/m 2 og høyere er det en betydelig fare

for lekkasje forbi tetningen, og ikke sjelden presses tetningene ut mellom stemplet og sylinderveggen. Eksempler på slike konvensjonelle tetninger finnes i US patent 3 301 297, DE patent 961 759 og DE Auslegeschrift 2 052 788. GB patent 991 783

viser bruk av en rørformet tetning for avsperring av hydraulikk-væsken. Selv om denne minsker faren for lekkasje har den be-tydelige ulemper ved at den i stor grad begrenser jekkens slaglengde.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe

en bolt-strekkanordning med en forbedret tetningskonstruksjon som tillater en forholdsvis stor slaglengde samtidig som faren for lekkasje er minimal. Dette formålet oppnås ifølge oppfinnelsen ved en bolt-strekkeanordning omfattende en hoveddel, et stempel montert i hoveddelen, hvor stemplet og hoveddelen er vesentlig ringformet slik at anordningen kan monteres omslut-

tende på en bolt eller liknende komponent, som det er ønskelig å strekke, og et ringformet kammer mellom hoveddelen og stemplet for innføring av fluid under trykk i den hensikt å frembringe relativ aksiell forskyvning av hoveddelen og stemplet hvorved anordningens aksielle dimensjon økes, hvilket stempel har en indre del med et trykkareal som utsettes for trykket i kammeret og en ytre del som fluidtrykket overføres til via den indre del og en mellomliggende masse av fast, ettergivende og vesentlig ikke-komprimerbart materiale anordnet i en utsparing eller et spor i den ytre stempeldel, karakterisert ved at den mellomliggende masses effektive trykkareal er mindre enn trykkarealet til den indre stempeldel hvorved trykket som under bruk utvikles i den mellomliggende masse til enhver tid er større enn fluidtrykket i kammeret slik at massen ekspanderer radielt for tettende inngrep med kammerets vegger.

Arrangementet er fortrinnsvis slik at materialmassen i tillegg til å ekspandere radielt under trykk for tettende anlegg mot kammerveggene, også spenner og elastisk bøyer sideveggene til utsparingen eller sporet mot tilstøtende flater på hoveddelen for ytterligere bedret avtetting. I den foretrukne ut-føringsform har utsparingens eller sporets sidevegger avsmal-nende utforming mot den indre stempeldel og avsluttes i en vesentlig linjeformet kant. Utsparingens eller sporets grunnflate kan være vesentlig plan og sideflatene kan ha konisk utforming, idet skjæringspartiene mellom grunnflaten og sideflatene er av-rundet med en forholdsvis skarp radius for å bidra til førnevnte bøyning av sideveggene. Alternativt kan utsparingens eller sporets sideflater være bueformet og gå jevnt over i grunnflaten.

I begge tilfeller er tetningen hensiktsmessig profilert slik at den motsvarer utsparingens eller sporets innvendige form. I en spesielt foretrukket utføringsform er kammeret i form av et dypt ringformet hulrom i hoveddelen og den ytre stempel-

del innbefatter en fremre ringseksjon som strekker seg inn i

hulrommets åpne munning med en trang skyvepassning og en bakre smalere seksjon som har en slik utstrekning at rotpartiene til utsparingens eller sporets sidevegger har redusert dimensjon, hvorved bedres sideveggenes evne til å bøyes elastisk.

Det skal bemerkes at med dette arrangement begrenses ikke stemplets slaglengde av tetningen og følgelig er det mulig å oppnå en forholdsvis stor slaglengde, f,eks. større enn 20 mm.

I praksis vil nevnte ikke-komprimerbare materiale van-ligvis være naturlig eller syntetisk gummi.

Arrangementet er fortrinnsvis slik at materialmassen forspennes og derved radielt utvides uavhengig av det hydrauliske trykk, ellers ville der foreligge en mulighet for at olje ville lekke forbi tetningen under den innledende inføring av olje i kammeret.

I en utføringsform av oppfinnelsen består materialmassen av en ring anordnet mellom stemplets indre og ytre deler, hvilken ring er utformet med én eller flere åpninger slik at det effektive areal er mindre enn det effektive areal til stemplets indre ende og idet den indre del er forbundet med den ytre del ved reguleringselementer som kan påvirkes til å trekke stempeldelene sammen for å frembringe en aksiell sammentrykking av ringen, hvilket medfører at den utvides radielt, idet reguleringselementene er slik anordnet at de ikke overfører kraft fra den indre stempeldel til den ytre stempeldel.

Ifølge en annen utføringsform er én av stempeldelene utformet med én eller flere utsparinger i hvilke utspringende partier av den andre stempeldelen opptas, men uten å gjøre noen kraftoverførende inngrep med denne (i det minste når det gjelder aksialkrefter), hvilke utspring strekker seg gjennom åpninger eller lignende i materialmassen. F„eksu kan den indre stempeldel være utformet med en stort sett midtre, kontinuerlig ribbe som opptas i et spor i den andre delen, idet sporet er tilstrek-kelig dypt til å utelukke muligheten for at ribben ligger an mot bunnen, og materialmassen kan bestå av to adskilte ringer beliggende på hver sin side av ribben.

Anordningen kan være montert i et verktøy og vil i dette tilfelle omfatte en hjelpemutter eller et trekkelement som under bruk skrues på komponenten og samvirker med stemplet for å be-virke boltstrekking. Alternativt kan anordningen være montert i en mutter eller i et bolthode, og i slikt tilfelle benyttes den i forbindelse med én eller flere avstandsstykker eller -mellomlegg som innskyves mellom mutteren eller bolthodet og en spenninnretning f.eks. en flens, etter strekking av bolten, eller mutteren eller bolten kan alternativt være forsynt med et aksi-alt regulerbart anleggsparti (såsom en gjenget hylse) som kan reguleres til anlegg mot flensen eller en annen spenninnretning etter at bolten er strukket for å oppta den resulterende spalte mellom mutteren eller bolthodet og flensen.

For å gi en bedre forståelse av oppfinnelsen skal i det følgende to foretrukne utføringsformer av denne, som eksempler, beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor: Figur 1 er et frontriss, delvis i snitt, av en utførings-form av en hydraulisk bolt-strekkeanordning ifølge oppfinnelsen, Figur 2 er et utsnitt i større målestokk av en del av ut-føringsf ormen vist på fig. 1, og Figur 3 er et riss, delvis i snitt, av en anordning ifølge oppfinnelsen, montert i en mutter.

Anordningen vist på figur 1 omfatter en ringformet hoveddel 10 forsynt med et ringformet kammer 12 til hvilket hydrau-likkolje kan tilføres via innløp 14. Kammeret 12 opptar et ringformet stempel som innbefatter en indre del 16 og en ytre del 18 som mellom seg opptar en gummiring 20. Delene 16 og 18 er sammenkoplet ved hjelp av et antall jevnt fordelte forspen-ningsskruer 24 (hvorav bare én er vist) som strekker seg gjennom åpninger i ringen 20. Skruene 24 står i inngrep med gjenge-hull i delen 16 og deres hoder 26 er slik innrettet at de kan fastspenne den ytre del 18 uten overføring av fluidtrykket i kammeret 12 til den ytre del. Den kraft som skapes av hydrau-likkoljen overføres således fra den indre del 16 til den ytre del 18 via gummiringen 20, og åpningene i ringen 20 gir opphav til et ikke-understøttet areal som svarer til åpningenes tverr-snittsareal. Fordi gummiringen oppviser et effektivt areal som er mindre enn stemplets areal, blir den aksielt sammentrykket når hydraulisk trykk ansettes, med derav følgende radiell utvidelse til tettende inngrep med kammerveggene.

For å minske enhver tilbøyelighet til at ringen 20 skal presses ut langs stempelsidene når den utsettes for hydraulisk trykk, er ringen opptatt i en utsparing 21 som er utformet i den ytre stempeldel 18. For dessuten å utelukke enhver mulighet for at olje skal kunne lekke forbi ringene under innledende inn-føring av oljen, kan forspenningsskruene 24 brukes til å for-spenne ringen 2 0 til tettende inngrep med kammerveggene, dvs. virkningen av å dreie skruene 24 i den aktuelle retning er å trekke den indre og ytre stempeldel 16, 18 mot hverandre for å sammentrykke ringen 2 0 aksielt, hvilket fører til at den ekspanderer i radialretningen. Figur 1 viser verktøyet ifølge oppfinnelsen i bruk. Henvisningstallet 40 angir en flate på f.eks. en flens mot hvilken mutteren 41, som står i inngrep med bolten 44, skal tiltrekkes. Sidene på mutteren er boret ved 46 for å oppta en pinne (ikke vist). Alternativt kan en krage montert på mutteren være boret slik. Mutteren er opptatt i et vesentlig rørformet av-standsstykke 48 som hoveddelen 10 er forbundet med. En sliss 52 er utformet i veggen til avstandsstykket 48 for å gi manøverad-komst til mutteren 41 ved hjelp av pinnen. Enden av bolten står i inngrep med en trekkmutter 54 som innbefatter en hylse 56 som strekker seg inn i hoveddelens 10 midtre åpning. Ved bruk sammen-trekkes anordningen innledningsvis og trekkmutteren 54 gjenges på bolten inntil mutteren 54 ligger an mot jekken. Anordningen ut-strekkes deretter ved tilførsel av olje til kammeret 12 hvorved bolten strekkes slik at mutteren 41 med letthet kan dreies rundt» Ved gradvis utstrekning av anordningen kan således mutteren 42 tiltrekkes i ønsket grad. Figur 2 illustrerer klarere detaljene ved utsparingen 21. Gummiringen 20 er beliggende i utsparingen eller sporet 21 i den ytre stempeldel 18. Sporets 21 sidevegger er generelt koniske og avsmalner til vesentlig lineære kanter og er slik konstruert at de vil bøyes elastisk ved radiell utvidelse av gummiringen, når sistnevnte utsettes for høyt trykk, hvorved sideveggenes linjekanter kommer i tett anlegg mot kammerveggene og motvirker gummiens tilbøyelighet til å presses ned langs sidene på stempeldelen 18. For ytterligere å lette slik bøyning har delen 18 redusert bredde, som antydet med henvisningtallet 66, i det minste nær bunnen av sporet 21, slik at der dannes soner 64 med redusert bredde rundt hvilke soner sideveggene vil være tilbøyelige til å bøyes. Figur 3 illustrerer en mutter som innbefatter anordningen ifølge oppfinnelsen, og like deler er angitt ved like henvis-ningstall i figur 1, 2 og 3. I dette tilfelle er kammeret 12 utformet i godset 70 til selve mutteren.. Mellomlegg 72 benyttes for å ta opp klaringen som oppstår ved strekking av bolten. Mutteren blir således innledningsvis innskrudd på bolten inntil mutteren ligger an mot flensen eller lignende. Deretter utvides anordningen ved tilføring av olje til kammeret 12 for å strekke bolten og strekket opptas ved innsetting av én eller flere mellomlegg 72 mellom mutteren og flensen.

Forskjellige modifikasjoner av den illustrerte utfø-ringsform er mulig, f.eks. kan de indre og ytre deler, isteden-for å forbindes ved reguleringsorganer 24, være forbundet ved hjelp av utspring på delen 16 som rager inn i blinde hull eller utsparinger i delen 18, men uten å bunne i disse. Slike utspring kan f.eks. være i form av en kontinuerlig ribbe eller ribber på delen 16 som rager inn i tilsvarende spor i delen 18.

Claims (4)

1. Bolt-strekkeanordning omfattende en hoveddel (10), et stempel montert i hoveddelen, hvor stemplet og hoveddelen er vesentlig ringformet slik at anordningen kan monteres omslut-tende på en bolt eller liknende komponent, som det er ønskelig å strekke, og et ringformet kammer (12) mellom hoveddelen og stemplet for innføring av fluid under trykk i den hensikt å frembringe relativ aksiell forskyvning av hoveddelen og stemplet hvorved anordningens aksielle dimensjon økes, hvilket stempel har en indre del (16) med et trykkareal som utsettes for trykket i kammeret og en ytre del (18) som fluidtrykket overføres til via den indre del og en mellomliggende masse (20) av fast, ettergivende og vesentlig ikke-komprimerbart materiale anordnet i en utsparing eller et spor i den ytre stempeldel, karakterisert ved at den mellomliggende masses (20) effektive trykkareal er mindre enn trykkarealet til den indre stempeldel (16) hvorved trykket som under bruk utvikles i den mellomliggende masse til enhver tid er større enn fluidtrykket i kammeret (12) slik at massen ekspanderer radielt for tettende inngrep med kammerets vegger.

2. Bolt-strekkeanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at arrangementet (16, 24, 26) er slik at materialmassen forspennes og derved ekspanderer radielt uavhengig av det hydrauliske trykk.

3. Bolt-strekkeanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at materialmassen består av en ring (20) anbragt mellom den indre (16) og ytre (18) stempeldel, hvilken ring er utformet med én eller flere åpninger slik at dens effektive areal er mindre enn det effektive areal av stemplets indre ende og den indre del er forbundet med den ytre del ved reguleringselementer (24) som kan påvirkes til å trekke stempeldelene sammen slik at det på ringen virker en aksiell kompresjonskraft som bevirker at ringen ekspanderer radielt, idet reguleringselementene er slik anordnet at de ikke overfører kraft fra den indre stempeldel til den ytre stempeldel.

4. Anordning ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at en av stempeldelene er utformet med én eller flere utsparinger som opptar utspringende partier på den andre stempeldel, men uten å danne kraftoverførende inngrep med denne (i det minste når det gjelder aksialkrefter), hvilke utspring strekker seg gjennom åpninger eller lignende i materialmassen.