DE19804648C1 - Einrichtung zum fernbetätigten Setzen und Festziehen einer Schraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum fernbetätigten Setzen und Festziehen einer Schraube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE 40 38 507 C1 bekannt.

Nachdem die Schraube gesetzt und festgezogen ist, wird die Einrichtung von dem Antriebselement entfernt. Zum Eindrücken von Teilen des zylindrischen Mantels des Schraubenkopfes in dafür vorgesehene Taschen des Bauteils wird eine separate Einrichtung mit dem Antriebselement verbunden (US 4683108). Da die Einrichtungen innerhalb eines Wasserbeckens fernbedient gehandhabt werden müssen, erfordert dies einen erhöhten Zeit- und Arbeitsaufwand.

Es stellt sich die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, in die eine Einrichtung zur Sicherung der Schraube integriert ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmale.

Beim Bewegen der Schiebehülse wird durch die kulissenartige Führung des einen Hebelendes eine Schwenkbewegung des der Schraube zugewandten anderen He­ belendes durchgeführt. Je nach der Bewegungsrichtung der Schiebehülse erfolgt nach Beendigung der Schiebebewegung entweder ein Greifen der Schrauben oder ein Aufweiten des Schraubenkopfmantels.

Zur Verwirklichung der Verbindung zwischen Führungsstück und Gehäuse ist vorge­ sehen, daß das Schwimmlager aus einem Grundkörper besteht, der an seiner dem Gehäuse zugewandten Seite eine Nut aufweist, die parallel zu einer im Gehäuse eingebrachten Nut erstreckt ist, daß ein Formstück beide Nuten übergreift und daß der Grundkörper an seiner dem Führungsstück zugewandten Stirnseite eine Paral­ lelführung aufweist, die in ein entsprechendes Gegenstück des Führungsstückes eingreift, wobei die Nuten und die Parallelführung in einem Winkel von 90° zueinan­ der verlaufen.

Mit dem Schwimmlager wird eine formschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse und dem Führungsstück geschaffen, die ausgleichende Bewegungen in 90° zueinander verlaufende Querrichtungen erlaubt.

Mit der Schiebehülse ist ein Joch verbunden, das mehrere Kolbenstangen von Me­ dium gesteuerten Zylindern aufnimmt.

Durch den Einsatz von mehreren über den Umfang verteilten Kolben erfolgt eine gleichmäßige Verschiebebewegung, die auch für die Greifbewegung und die Ver­ formbewegung der Greifelemente von Vorteil ist.

Die Position des Jochs wird vorzugsweise von einer Wegemeßeinrichtung gesteuert.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der schematischen Fig. 1 bis 7 wird die erfindungsgemäße Einrichtung beschrieben.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung und eine in seinem Bauteil einzusetzenden Schraube während der Einschraubbewegung,

Fig. 2 einen Teilbereich der Fig. 1 während dem Sichern der Schraube,

Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung III der Fig. 1 unter Weglassung des Bautei­ les und der Schraube,

Fig. 4 bis 6 Teile eines Schwimmlagers und

Fig. 7 eine Einzelheit des Einschraub- und Sicherungsvorganges in einem größeren Maßstab.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ganz oder teilweise eine Schraube 1, mit deren Hilfe ein Teil 2 an einem Bauteil 3 befestigt wird. Zum Setzen (Einschrauben) und Sichern der Schraube 1 an einer schwer zugänglichen Stelle, wie z. B. an der Kernumfassung eines Reaktordruckbehälters unterhalb einer mehrere Meter dicken Wasserschicht, dient eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte kombinierte Setz- und Sicherungseinrich­ tung 4. Sie weist eine zentrale Antriebswelle 5 auf, die in einem Gehäuse 6 über Lager 7, 7a abgestützt ist. Über ein nicht dargestelltes Antriebselement, das in eine im Querschnitt polygonförmig ausgebildete Aufnahmebohrung 8 der Antriebswelle 5 eingreift und mit Hilfe einer gegen eine Feder 9 schiebbare Muffe 10 arretierbar ist, kann die gesamte Einrichtung in Achsrichtung der Antriebswelle bewegt und/oder die Antriebswelle 5 allein in Drehung versetzt werden. Während der Drehbewegung der Antriebswelle ist das Gehäuse 6 über die Stifte 11 in einem nicht dargestellten Träger des Antriebselementes festgelegt, der für den Transport der Einrichtung in ihre Einsatzposition sorgt. Zur Verdrehsicherung der Muffe 10 dient ein Gewindestift 12, der in eine Nut 13 eingreift. Von der der Schraube 1 zugewandten Seite aus ist in die Antriebswelle 5 eine als Grundbohrung ausgeführte Stufenbohrung 14 einge­ bracht. Die Stufenbohrung 14 nimmt ferner eine einen Ultraschallprüfkopf 15 tragen­ de Hohlwelle 16 auf, die mit Hilfe einer Buchse 17 gegen eine Schulter 18 anlegbar ist. In der Hohlwelle 16 verläuft eine Übertragungsleitung 21 von dem Ultraschall­ prüfkopf 15 zu einem über eine Mutter 22 befestigten Stecker 23. Etwa in Höhe des Steckers 23 ist der Außenumfangsfläche der Antriebswelle 5 ein Schleifring 24 zu­ geordnet und über Gewindestifte 25 gegenüber der Antriebswelle 5 festgelegt. Die Antriebswelle ist mit einem quer zur Wellenachse verlaufenden rechteckförmigen Durchbruch 26 versehen, der auch die Stufenbohrung 14 durchsetzt. Der rechteck­ förmige Durchbruch 26 nimmt ein diesem Querschnitt angepaßtes Verbindungsstück 27 auf, das beidseitig den Außendurchmesser des Schleifringes 24 überragt. Vom Schleifring 24 gelangt der Strom über einen Stromabnehmer 28, der mit einem Flanschdeckel 29 verspannt ist, zu einer das Drehmoment steuernden nicht darge­ stellten Auswertestation. Ein Druckluftanschluß 30 hält den Bereich der Stromver­ sorgung wasserfrei.

Der Schraubenkopf 31 der Schraube 1 ist mit einem Ringraum 32 versehen, der zwi­ schen einem als Sechskant ausgeführten Schlüsseleinsatz 33 und einem etwa 0,5 mm Wandstärke aufweisenden Mantel 34 angeordnet ist. Ein der Schraube 1 zugewandter abgesetzter Teil 35 der Antriebswelle 5 ist von einer Hülse 36 übergrif­ fen, die unter Überwindung der Kraft einer Feder 37 relativ zur Antriebswelle 5 ver­ schiebbar ist. Zur Sicherstellung einer Verdrehbewegung beim Anziehen der Schraube zwischen Antriebswelle 5 und Hülse 36 ist der Antriebswelle ein Mitneh­ merbolzen 41 zugeordnet, der jedoch eine Relativbewegung der Hülse in Achsrich­ tung durch Vorsehen eines Langlochs 42 in der Hülse 36 erlaubt. Die Hülse 36 ist mit einer kegelförmig in Richtung Schraubenkopf 31 zulaufenden Bohrung 19 verse­ hen. Sie dient zur Führung des eine ebensolche Kontur aufweisenden Ultraschall­ prüfkopfes 15, der über eine Druckfeder 20 bis zur Anlage an die Stirnfläche des Schraubenkopfes 31 relativ zu dieser kegelförmigen Bohrung 19 bewegbar ist. Ein der kegelförmigen Bohrung 19 vorgeschalteter Bereich der Hülse 36 ist in Form ei­ ner Grundbohrung als ein dem Schlüsseleinsatz 33 des Schraubenkopfs 31 ent­ sprechender Sechskant 38 ausgebildet.

Ein konzentrisch zur Antriebswelle 5 angeordnetes Führungsstück 39 ist unter Zwi­ schenschaltung eines Schwimmlagers 40 mit dem Gehäuse 6 derart verbunden, daß im Rahmen eines vorgebbaren Weges eine im Winkel von 90° zueinander verlau­ fende Ausgleichsbewegung möglich ist. In Zusammenhang mit dem Fig. 4 und 6 ist der Aufbau des Schwimmlagers 40 zu erkennen. Ein Grundkörper 43 weist an seiner dem Gehäuse 6 zugewandten Seite eine Nut 44 auf, die parallel zu einer im Gehäuse eingebrachten Nut 45 erstreckt ist. Ein Formstück 46 greift mit seinen Schenkeln 47 derart in die Nuten 44, 45 ein, daß noch eine bestimmte Querbewe­ gung vom Gehäuse 6 zum Führungsstück 39 möglich ist. An seiner dem Führungs­ stück 39 zugewandten Stirnseite ist der Grundkörper mit einer Parallelführung 48 versehen, die senkrecht zur Nut 44 erstreckt ist und relativ zu einem nicht dargestell­ ten, dem Führungsstück zugeordneten, Führungskörper bewegbar ist.

Ein dem zu befestigenden Teil 2 zugewandter Vorsatz 49 des Führungsstückes 39, der über Schlitzschrauben 50 (Fig. 3) starr mit dem Führungsstück 39 verbunden ist, nimmt in seinen kreuzförmig ausgebildeten Ausnehmungen 51 je ein Greifelement 52 auf. Die Greifelemente sind über eine Durchgangsbohrung 53 auf einen im Vor­ satz 49 festgelegten Achsbolzen 54 drehbar gelagert. An ihrem der Schraube 1 ab­ gewandten Arm 55 weist jedes Greifelement 52 einen Rollenbolzen 56 auf, der in einer Kulisse 57 einer Schiebehülse 58 geführt ist. Die Schiebehülse ist im Füh­ rungsstück 39 formschlüssig geführt und läßt sich mit Hilfe von Medium gesteuerten Kolbenstangen 59 relativ zum Führungsstück in Achsrichtung der Antriebswelle 5 verschieben. Ein mit der jeweiligen Kolbenstange 59 verbundener Kolben 60 ist hierzu über einen Druckluft- oder Hydraulikanschluß 61 in einem Zylinder 62 be­ wegbar. Das dem Kolben 60 abgewandte Ende der Kolbenstange ist unter Verwen­ dung einer Mutter 63 mit einem Joch 64 verbunden. Das Joch 64 geht seinerseits über Innensechskantschrauben 65 eine starre Verbindung mit der Schiebehülse 58 ein. Eine Wegemeßeinrichtung 66 (Fig. 2) überwacht und dokumentiert den zurück­ gelegten Weg der Schiebehülse 58. Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 er­ kennbar, ist die Kulisse 57 unter einem vorgebbaren Winkel schräg zulaufend als Langloch in je einer Wange 67 der Schiebehülse 58 eingebracht.

Bei einem in der Fig. 1 erfolgten Verschiebeweg der Schiebehülse 58 nehmen die Rollenbolzen 56 eine Position an dem der Schraube 1 zugewandten Ende der Kulis­ se ein. Wie die Fig. 1 und die obere Hälfte der Fig. 7 zeigen, ist in dieser Position eine Nase 68 am freien Hebelende 69 des Greifelementes 52 an der Innenumfangs­ fläche des Mantels 34 des Schraubenkopfes 31 angelegt. Zusätzlich zu dem von dem Sechskant 38 der Hülse 36 übergriffenen Schlüsseleinsatzes 33 ist die Schrau­ be 1 mit dieser Stellung der Hebelenden während dem Transport zum Bauteil 3 und bis zur Beendigung des Eindrehvorganges gesichert.

Nachdem das mit Hilfe des Ultraschallprüfkopfes überwachte Anzugsmoment der Schraube erreicht ist, wird die Drehbewegung der Antriebswelle 5 und der Hülse 36 beendet. Die Schiebehülse 58 wird durch Ausfahren der Kolbenstangen in die in Fig. 2 bzw. der unteren Hälfte der Fig. 7 gebrachte Position bewegt. Jeder Rollenbolzen der Greifelemente ist in das der Schraube abgewandte Ende der Kulisse gelangt. Das freie, die Nasen 68 tragende Hebelende 69 ist dabei um die Achsbolzen 54 so­ weit nach außen geschwenkt, daß eine Verformung des Mantels in Taschen 70 des Teils 2 erfolgt ist.

Claims (4)

1. Einrichtung zum fernbetätigten Setzen und Festziehen einer Schraube (1), deren Schlüsseleinsatz (33) unter Einhaltung eines Ringraumes (32) von einem zylindrischen Mantel (34) übergriffen ist, mit einem die Stirnseite des Schraubenkop­ fes (31) beschallenden Ultraschallprüfkopf (15) zur Längendehnungsmessung des Schraubenschaftes und mit einem von einer Antriebswelle (5) durchsetzten Gehäuse (6), deren der Schraube (1) zugewandtes Ende eine formschlüssige Verbindung mit dem Schlüsseleinsatz (33) des Schraubenkopfes (31) eingeht, an ihrer der Schraube zugewandten Seite von einer Schiebehülse (58) übergriffen ist und eine zentrale Stufenbohrung (14) zur Aufnahme des Ultraschallprüfkopfes (15) aufweist, wobei ein rotierender Signalausgang des Ultraschallprüfkopfes mit einem stationären Strom­ abnehmer (28) verbunden ist und wobei die Schiebehülse (58) an ihrem Umfang verteilt mehrere Greifelemente (52) zur Lagesicherung der Schraube während ihres Transportes zur Einschraubstelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schie­ behülse (58) relativ zu einem Führungsstück (39) verschiebbar ist, daß das Füh­ rungsstück unter Zwischenschaltung eines Schwimmlagers (40) mit dem Gehäuse (6) verbunden ist, daß jedes Greifelement (52) als Hebel ausgebildet ist, dessen Achsbolzen (54) in einem Vorsatz (49) des Führungsstückes gelagert ist, an seinem der Schraube (1) abgewandten Ende in einer Kulisse (57) der Schiebehülse (58) geführt ist und an seinem der Schraube (1) zugewandten Ende als Formwerkzeug ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmlager (40) aus einem Grundkörper (43) besteht, der an seiner dem Gehäu­ se (6) zugewandten Seite eine Nut (44) aufweist, die parallel zu einer im Gehäuse (6) angebrachten Nut (45) erstreckt ist, daß ein Formstück (46) beide Nuten über­ greift und daß der Grundkörper (43) an seiner dem Führungsstück (39) zugewand­ ten Stirnseite eine Parallelführung (48) aufweist, die in ein entsprechendes Gegen­ stück des Führungsstückes eingreift, wobei die Nuten und die Parallelführung in ei­ nem Winkel von 90° zueinander verlaufen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schiebehülse (58) ein Joch (64) verbunden ist, das mehrere Kolbenstangen (59) von Medium gesteuerten Zylindern (62) aufnimmt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Jochs von einer Wegemeßeinrichtung (66) gesteuert ist.