DE1300472B

DE1300472B - Hydraulic device for pre-tensioning and loosening a screw connection

Info

Publication number: DE1300472B
Application number: DEL53126A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Horst; Iken; Radtke Willy
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1966-03-18
Filing date: 1966-03-18
Publication date: 1969-07-31
Also published as: BE695589A; FR1514815A; CH447977A; GB1179027A; NL6703985A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydraulikeinrichtung zum Vorspannen und Lösen einer Schraubenverbindung, z. B. bei einer Wellenkupplung einer Turbomaschine, mit einem Ringzylinder, der eine auf einem Ende der Schraube sitzende Mutter umgibt, und mit einem zugehörigen Ringkolben, wobei Stirnflächen des Ringzylinders und des Ringkolbens einen mit einem hydraulischen Mittel beaufschlagbaren Druckraum bilden und bei Beaufschlagung einerseits der Ringkolben als Übertrager der Axialkraft auf das Schraubenende dient und andererseits der Ringzylinder schraubenaxial abgestützt ist.The invention relates to a hydraulic device for pretensioning and releasing a screw connection, z. B. in a shaft coupling of a turbo machine, with a ring cylinder, the one on surrounds one end of the screw seated nut, and with an associated annular piston, with end faces of the annular cylinder and the annular piston can be acted upon by a hydraulic means Form pressure chamber and when applied on the one hand the annular piston as a transmitter of the axial force the end of the screw is used and, on the other hand, the ring cylinder is supported axially on the screw.

Bei den bekannten Hydraulikeinrichtungen dieser Art ragt das Schraubenende über die Mutter hinaus und ist der Ringkolben auf dieses überkragende Ende geschraubt, wobei der Ringkolben selbst, und zwar durch seine große axiale Länge, schraubenaxial in dieser Richtung noch bedeutend weiter hinausragt als dieses überkragende Ende. Der genannte Druckraum liegt bei diesen Bauarten entweder in Höhe der ao Endstirnseite der Schraube oder axial noch weiter nach außen. Daher können diese bekannten Einrichtungen überall dort nicht eingesetzt werden, wo in schraubenaxialer Richtung nicht genügend Platz vorhanden ist.In the known hydraulic devices of this type, the screw end protrudes beyond the nut and the annular piston is screwed onto this projecting end, the annular piston itself, namely due to its great axial length, screw-axially protrudes even further in this direction than this towering end. With these types of construction, the pressure space mentioned is either at the level of the ao End face of the screw or axially further outwards. Therefore, these known facilities cannot be used wherever there is not enough space in the axial direction of the screw is.

Diesen Nachteil will die Erfindung beheben.The invention aims to remedy this disadvantage.

Die Lösung dieser Aufgabe bei einer Hydraulikeinrichtung obiger Art besteht darin, daß der Ringzylinder eine Ringnut aufweist, die nach derjenigen schraubenaxialen Richtung hin, in die das genannte Schraubenende weist, offen ist, daß der Ringkolben in diese Ringnut eingelegt ist und ebenfalls die Mutter umgibt und daß die Hydraulikeinrichtung eine auf den Ringkolben in der genannten Richtung folgende, mit dem genannten Schraubenende verschraubte Scheibe als Zwischenglied zur Überkragung der Axialkraft aufweist.The solution to this problem with a hydraulic device The above type consists in that the annular cylinder has an annular groove that follows that screw axial direction in which said screw end points, is open that the annular piston is inserted into this annular groove and also surrounds the nut and that the hydraulic device is on following the annular piston in the direction mentioned, screwed to the screw end mentioned Has disc as an intermediate member for projecting the axial force.

Der Druckraum umgibt jetzt die Mutter. Die Hydraulikeinrichtung ist in schraubenaxialer Richtung wesentlich kürzer, und da sie in mehr als zwei in schraubenaxialer Richtung aufeinanderfolgende Einzelteile zerlegbar ist, von denen jedes für sich in schraubenaxialer Richtung wesentlich kürzer ist als jedes der Einzelteile der bekannten Einrichtungen, läßt sich überall dort, wo der Raum über dem Schraubenende axial zu eng ist, um die bekannten Hydraulikeinrichtungen anzubringen, die erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung vorteilhaft anwenden, indem die Einzelteile nacheinander in dem genannten Raum montiert werden. Ferner sind für große Vor-Spannkräfte große Hydraulikeinrichtungen notwendig; die bekannten Hydraulikeinrichtungen sind daher schwer transportierbar. Die Einzelteile einer Hydraulikeinrichtung gemäß der Erfindung jedoch sind relativ leicht und können daher einzeln leicht von Menschen getragen werden.The pressure chamber now surrounds the mother. The hydraulic device is in the helical axial direction much shorter, and since they are consecutive in more than two in the helical axial direction Individual parts can be dismantled, each of which is much shorter than in the screw-axial direction each of the individual parts of the known facilities can be found wherever the space above the Screw end is axially too narrow to attach the known hydraulic devices, the inventive Use hydraulic device advantageous by placing the items one after the other in the said Space to be mounted. Furthermore, large hydraulic devices are necessary for large pre-tensioning forces; the known hydraulic devices are therefore difficult to transport. The individual parts of a hydraulic system according to the invention, however, are relatively light and can therefore easily be individually People are worn.

Ein wesentlicher Vorteil wird dann erreicht, wenn zwischen dem Ringzylinder und der Scheibe ein weiterer Ringzylinder vorgesehen ist, der in einen radial inneren und einen radial äußeren Ringzylinderteil geteilt ist, der radial innere Ringzylinderteil einen radial nach außen und der radial äußere Ringzylinderteil einen radial nach innen weisenden Vorsprung aufweist, wobei zwischen beiden Vorsprüngen ein ringförmiger Spalt gebildet ist und zwischen beiden Ringzylinderteilen ein im Querschnitt T-förmiger Ringkolben vorgesehen ist, dessen radial breiter Teil sich zwischen den Vorsprüngen und der Scheibe befindet, mit den Vorsprüngen zwei mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbare Druckräume bildet und an der Scheibe abgestützt ist und dessen radial schmaler Teil am erstgenannten Ringkolben abgestützt ist. Damit wird es möglich, bei etwa gleicher axialer Erstreckung gegenüber der Einrichtung mit nur einem Ringzylinder die Druckfläche des Druckraumes und damit auch die auf die zu dehnende Schraube wirkende Axialkraft wesentlich zu vergrößern.A significant advantage is achieved when there is another between the ring cylinder and the disk Ring cylinder is provided, which is divided into a radially inner and a radially outer ring cylinder part is, the radially inner annular cylinder part a radially outward and the radially outer annular cylinder part has a radially inwardly pointing projection, with a between the two projections annular gap is formed and a cross-sectionally T-shaped between the two ring cylinder parts An annular piston is provided, the radially wider part of which extends between the projections and the disc is located, with the projections two pressure chambers that can be acted upon by a hydraulic pressure medium forms and is supported on the disc and its radially narrow part on the first-mentioned annular piston is supported. This makes it possible to have approximately the same axial extension with respect to the device with only one ring cylinder the pressure area of the pressure chamber and thus also the area to be stretched Screw acting axial force to increase significantly.

In F i g. 1 bis 3 sind drei Ausführungsbeispiele der Hydraulikeinrichtung gemäß der Erfindung jeweils in einem schraubenaxialen Schnitt dargestellt.In Fig. 1 to 3 are three embodiments of the Hydraulic device according to the invention each shown in a screw-axial section.

In F i g. 1 bezeichnet 10 eine Dehnschraube. Deren Ende ist mit 11 bezeichnet. Auf ihm sitzt eine zugehörige Mutter 12. Die Dehnschraube 10 durchstößt eine Bohrung 13 eines Flansches 14. Die Hydraulikeinrichtung weist einen Ringzylinder 15 mit einer Ringnut 39, einen Ringkolben 16 in der Ringnut 39 und eine mit einer Gewindebohrung versehene Gewindescheibe 17 auf. Der Ringzylinder 15 und der Ringkolben 16 umgeben die Mutter 12. Die Gewindescheibe 17 ist über das Gewinde ihrer Gewindebohrung mit einem Außengewinde des Dehnschraubenendes 11 verschraubt. Zwischen dem Ringkolben 16 und der Gewindescheibe 17 ist eine Zwischenscheibe 18 mit einer Ringnut 40 vorgesehen, die auf fast ihrer gesamten axialen Erstreckung die Mutter 12 umgibt. Vom Ringzylinder 15 und Ringkolben 16 wird ein Druckraum 19 gebildet, der über eine Druckleitung 20 mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt ist. Mit 21 sind Dichtungen bezeichnet. Mit 22 ist ein vorstehender Flansch bezeichnet. Der Abstand 23 zwischen Flansch 14 und Flansch 22 ist zu gering, um eine herkömmliche Hydraulikeinrichtung anzubringen. Die Hydraulikeinrichtung gemäß der Erfindung wird folgendermaßen in dem von Flansch 14 und Flansch 22 gebildeten, das Dehnschraubenende 11 aufnehmenden Raum angebracht: In Fig. 1 denotes 10 an expansion screw. Its end is labeled 11. A related one sits on top of it Nut 12. The expansion screw 10 penetrates a bore 13 of a flange 14. The hydraulic device has an annular cylinder 15 with an annular groove 39, an annular piston 16 in the annular groove 39 and a threaded washer 17 provided with a threaded hole. The ring cylinder 15 and the Ring pistons 16 surround the nut 12. The threaded washer 17 is over the thread of its threaded hole screwed to an external thread of the expansion screw end 11. Between the annular piston 16 and the threaded washer 17, an intermediate washer 18 is provided with an annular groove 40, which on the nut 12 surrounds almost its entire axial extent. From the ring cylinder 15 and ring piston 16 a pressure chamber 19 is formed, which via a pressure line 20 with a hydraulic pressure medium is applied. With 21 seals are designated. At 22 a protruding flange is designated. The distance 23 between flange 14 and flange 22 is too small for a conventional hydraulic device to attach. The hydraulic device according to the invention is as follows in the one formed by flange 14 and flange 22, attached to the expansion screw end 11 receiving space:

Die Mutter 12, die eine Rundmutter ist, wird über die Bohrung 13 des Flansches 14 gelegt. Dann wird die Dehnschraube 10 in bezug auf F i g. 1 von unten her durch die Bohrung 13 gesteckt und mit der Mutter 12 verschraubt. Danach wird der Ringzylinder 15 mit eingelegten Dichtungen 21 und eingelegtem Ringkolben 16 über das Schraubenende 11 und die Mutter 12 hinweg auf den Flansch 14 gesetzt. Anschließend wird die Zwischenscheibe 18 über das Schraubenende 11 und die Mutter 12 hinweg so auf den Ringkolben 16 gesetzt, daß dieser in der Ringnut 40 sitzt, und dann wird die Gewindescheibe 17 mit dem Dehnschraubenende 11 so weit verschraubt, bis sie die Zwischenscheibe 18 gegen den Ringkolben 16 drückt. Die Verschraubung erfolgt mittels eines nicht dargestellten, in Radialbohrungen 25 gesteckten Stiftschlüssels. Durch die Verwendung der Zwischenscheibe 18 sind die Ausdehnungen der Einzelteile der Hydraulikeinrichtung in schraubenaxialer Richtung gegenüber einer Bauart ohne eine solche Zwischenscheibe weiter verkürzt. Der axiale Abstand 24 zwischen der Dehnschraube 10 und dem Flansch 22 braucht nur etwa so groß zu sein, daß dasjenige Hydraulikeinrichtungsteil, das die größte axiale Ausdehnung aufweist, hindurchpaßt. Darauf wird die Dehnschraube 10 durch Zuführen von Druckmittel in den Druckraum 19 gedehnt. Danach wird die Mutter 12 mittels in Axialbohrungen 26 gesteckter Stift-The nut 12, which is a round nut, is placed over the bore 13 of the flange 14. Then it will be the expansion screw 10 with respect to FIG. 1 inserted from below through the bore 13 and with the nut 12 screwed. Thereafter, the annular cylinder 15 with inserted seals 21 and inserted annular piston 16 placed over the screw end 11 and the nut 12 on the flange 14. Afterward the washer 18 over the screw end 11 and the nut 12 so on Ring piston 16 set that this sits in the annular groove 40, and then the threaded washer 17 with the The end of the expansion screw 11 is screwed until it presses the washer 18 against the annular piston 16. The screw connection takes place by means of a pin wrench, not shown, inserted into radial bores 25. By using the washer 18, the expansions of the individual parts of the Hydraulic device in the helical axial direction compared to a design without such an intermediate washer further shortened. The axial distance 24 between the expansion screw 10 and the flange 22 only needs to be about so large that that part of the hydraulic device that has the greatest axial extent has, fits through. The expansion screw 10 is thereupon by supplying pressure medium stretched into the pressure chamber 19. Thereafter, the nut 12 is inserted into axial bores 26 by means of pin

schlüssel um das gelängte Stück beigedreht. Zu diesem Zweck sind in der Gewindescheibe 17 zwei den Axialbohrungen 26 gegenüberliegende Fenster 27 vorgesehen, die die Gewindescheibe 17 axial durchstoßen, sich umfangmäßig gegenüberliegen und sich jeweils über einen Winkel von etwa 60° erstrecken.The key is screwed around the elongated piece. For this purpose, two are in the threaded washer 17 Axial bores 26 opposite windows 27 are provided which axially penetrate the threaded washer 17, are circumferentially opposite and each extend over an angle of approximately 60 °.

Die in F i g. 2 dargestellte Hydraulikeinrichtung unterscheidet sich von der gemäß F i g. 1 dadurch, daß außer dem Ringzylinder 15 mit Ringkolben 16 ein weiterer Ringzylinder vorgesehen ist, der in einen radial inneren Ringzylinderteil 28 und einen radial äußeren Ringzylinderteil 29 geteilt ist. Die beiden Ringzylinderteile weisen zwei Vorsprünge 30 und 31 auf. Zwischen beiden Ringzylinderteilen 28 und 29 ist ein im Querschnitt T-förmiger Ringkolben 32 vorgesehen. Zusätzlich zum Druckraum 19 sind zwei Druckräume 33 und 34 vorhanden, die vom Ringkolben 32 und den Ringzylinderteilen 28 und 29 gebildet werden. Mit 35 sind Dichtungen bezeichnet. Die beiden Druckräume 33 und 34 stehen über einen Ka- ao nal 36 miteinander in Verbindung; sie werden über eine Druckleitung 37 mit Druckmittel beaufschlagt. Eine Zwischenscheibe wie bei der Einrichtung gemäß F i g. 1 ist hier nicht vorhanden, kann jedoch auch vorgesehen werden. Der Zusammenbau erfolgt ahnlieh wie im Zusammenhang mit F i g. 1 erläutert. Bei der Einrichtung gemäß F i g. 2 ist es möglich, eine wesentlich größere Vorspannkraft aufzubringen als bei der Einrichtung gemäß F i g. 1.The in F i g. The hydraulic device shown in FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 by that in addition to the ring cylinder 15 with ring piston 16, another ring cylinder is provided which is in a radially inner annular cylinder part 28 and a radially outer annular cylinder part 29 is divided. The two Ring cylinder parts have two projections 30 and 31. Between the two ring cylinder parts 28 and 29 an annular piston 32 with a T-shaped cross section is provided. In addition to the pressure chamber 19, there are two Pressure chambers 33 and 34 are present, which are formed by the annular piston 32 and the annular cylinder parts 28 and 29 will. With 35 seals are designated. The two pressure chambers 33 and 34 are above a cao nal 36 in communication with each other; they are acted upon with pressure medium via a pressure line 37. An intermediate disk as in the device according to FIG. 1 is not available here, but it can also are provided. The assembly is carried out in a similar way to that in connection with FIG. 1 explained. at the device according to FIG. 2 it is possible to apply a much larger pretensioning force than at the facility according to FIG. 1.

F i g. 3 zeigt eine Einrichtung ähnlich der gemäß F i g. 1. Hier ist die Gewindescheibe 17 nicht auf das Dehnschraubenende 11 geschraubt, sondern sie weist einen Zugbolzen 38 auf, der in der Gewindescheibe 17 fest sitzt und in das Dehnschraubenende 11 eingeschraubt ist. Diese Bauart ist auch bei der Einrichtung gemäß F i g. 2 anwendbar. Es ergibt sich der Vorteil, daß das Schraubenende 11 kürzer ist als bei den in F i g. 1 und 3 gezeigten Einrichtungen. Die fertig vorgespannte Schraubenverbindung zeigt keinen überkragenden Gewindeteil mehr, so daß besondere Schutzeinrichtungen dafür entfallen. Ferner ergibt sich damit eine Geräuschverminderung bei Schraubenverbindungen an umlaufenden Wellen, z. B. bei den Flanschschrauben einer Wellenkupplung.F i g. 3 shows a device similar to that according to FIG. 1. The threaded washer 17 is not open here the expansion screw end 11 is screwed, but it has a tension bolt 38 which is in the threaded washer 17 is firmly seated and screwed into the expansion screw end 11. This design is also used in the Device according to F i g. 2 applicable. There is the advantage that the screw end 11 is shorter than with the in F i g. 1 and 3 shown devices. The pre-tensioned screw connection does not show any protruding threaded part more, so that special protective devices are not required. Furthermore results This reduces the noise in screw connections on rotating shafts, z. B. with the flange screws of a shaft coupling.

Claims

Patent claims:

1. Hydraulic device for pretensioning and loosening a screw connection, e.g. B. at a Shaft coupling of a turbomachine, with a ring cylinder, one on one end of the Surrounding screw seated nut, and with an associated annular piston, with end faces of the The annular cylinder and the annular piston can be acted upon by a hydraulic means Form pressure chamber and, on the one hand, the annular piston as a transmitter of the axial force when it is acted upon serves on the screw end and on the other hand the ring cylinder is supported axially on the screw, characterized in that the annular cylinder (15) has an annular groove (39) which after that screw-axial direction in which said screw end (11) points, is open, that the annular piston (16) is inserted into this annular groove (39) and also surrounds the nut (12) and that the hydraulic device one on the annular piston (16) in said direction following, with the said screw end (11) screwed washer (17) as an intermediate member for Has projection of the axial force.

2. Hydraulic device according to claim 1, characterized in that between the ring cylinder (15) and the disc (17) a further ring cylinder is provided that the latter Ring cylinder is divided into two parts in such a way that one ring cylinder part (29) surrounds the other (28), that these annular cylinder parts (28, 29) have projections (30, 31) which have an annular between them Form gap, and that between the two ring cylinder parts (28,29) a in cross section T-shaped annular piston (32) is provided, the radially wider part of which extends between the projections (30, 31) and the disc (17) is located, with the projections two with a pressure medium pressurizable pressure chambers (33, 34) forms and is supported on the disc (17) and its radially narrow part is supported on the first-mentioned annular piston (16).

3. Hydraulic device according to claim 1, characterized in that between the annular piston (16) and the disk (17) an intermediate disk (18) is provided.

4. Hydraulic device according to claim 1, characterized in that the former Disc (17) has a threaded hole and via the thread of this hole with the External thread of the screw end (11) is screwed.

5. Hydraulic device according to claim 1 or 4, characterized in that the former Disc (17) has a tension bolt (38) which is firmly seated in this disc (17) and in the screw end (11) is screwed in.

1 sheet of drawings