DE7304365U - Schraube zur Herstellung einer axial vorgespannten Schraubverbindung - Google Patents

Description

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Patentanwälte
Dipl.-Ing. W.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Joehem

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Amsterdam /Niederlande

Schraube zur Herstellung einer axial vorgespannten Schraubverbindung.^"

Die Erfindung betrifft eine Schraube zur Herstellung einer axial vorgespannten Schraubverbindung, bei welcher die Schraube in wenigstens einer Richtung an einem der zu verbindenden Teile axial festgelegt ist, während sich eine auf die Schraube aufgedrehte Mutter an einem anderen Teil axial abstützt.

Beim Festziehen von Schrauben an Druckgefäßen, Motorblöcken und dergleichen sollen alle Schrauben gleichmäßig stark angezogen werden, was sich mit mechanischen Werkzeugen, wie z.B. einstellbaren Schraubern verschiedener Art oder DrehmomentSchlussein nur schwer, erreichen läßt. Es ist auch schon bekannt, die Schrauben mit hydraulischen Werkzeugen festzuziehen. Dafür war es aber bisher Voraussetzung, daß die Schrauben mit einem mit Gewinde versehenen Teil aus der Mutter herausragten, welche festgezogen werden sollte. Auf das vorstehende Gewinde wurde das hydraulische Werkzeug aufgesetzt, wobei es sich außerhalb der Mutter und diese umgebend an einem der au verbindenden Teile abstützte. Wenn dann dem Werkzeug Druckfluid zugeführt wurde, dehnte sich die Schraube, wonach die Mutter durch eine mit dem Werkzeug verbundene Einrichtung gegen

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das eine der zu verbindenden Teile geschraubt wurde. Auf diese Weise ließ sich die Schraube vorspannen, ohne daß es nötig war, an der Mutter ein größeres Drehmoment aufzubringen. Nach dem festziehen einer So !traube konate das hydraulische Werkzeug wieder abmontiert und zum Vorspannen anderer Schrauben benutzt werden.

Werkzeuge der vorstehenden Art haben mehrere'Nachteile. Sie bestehen aus einer Vielzahl von Teilen, sind deshalb verhältnismäßig aufwendig und erfordern sehr viel freien Raum um $eä.e Schraube oder Mutter, damit sie angesetzt werden können. Die Schrauben, welche vorgespannt werden sollen, müssen verhältnismäßig lang sein, weil sie mit ihrem Gewinde noch ein Stück durch die Mutter hindurchreichen müssen. Dieses vorstehende Gewinde ist der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aiifgabe zugrunde, eine Schraube der eingangs genannten Art zur Herstellung axial vorgespannter Schraubverbindungen zu. schaffen, die nicht mit den vorerwähnten Mängeln behaftet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schraube mit einer axialen Sackbohrung versehen ist, in welche ein Hohlkolben eingesetzt ist, 4er am offenen Ende der Sackbohrung axial in der Schraubte., festgelegt ist und dessen Axialbohrung an eine DruckflujLdquelle anschließbar ist1

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Gemäß der Abbildung sollen zwei Teile 1 und 2 durch eine Schraube 3 und eine Mutter 4 mit einander verbunden werden. Das Teil 2 hat e;J.ne Gewindebohrung 5» in die die dazu passende Schraube eingeschraubt ist. Die Mutter 4· ist auf ein am anderen Ende der Schraube

befindliches Gewinde 6 aufgeschraubt· Sie soll fest gegen da« Teil 1 angezogen werden.

Di.6 SCiZT¹SiZbS 5 ist ssit einer sxislLss. EsclcboiLruiig ? υθζ sehen, in die ein Kolben δ eingesetzt ist. Dieser kann über Gewinde 9 in der Schraube 3 befestigt werden. Statt der Gewindeverbindung 9 könnte auch eine Bajonettverbindung oder dergleichen vorgesehen sein. Der Kolben 8 hat eine zentrale Bohrung 10, die als Kanal für ein Druckfluid dient, welches bestimmungsgemäß in einen Hohlraum 11 zwischen der Stirnfläche des Kolbens '8 und dem Grund der Sackbohrung 7 sowie dessen Seitenwandung eingepreßt wird. Am äußeren Ende der : Bohrung 10 ist als Verbindungsmöglichkeit mit einer Druck-· fluidleitung z.B. e.in Gewinde 12 angeordnet. Am Kolbenkopf sorgen Kolbendichtungen 13 und 14 für die Abdichtung gegenüber der Wand der Sackbohrung 7_f Diese ist im Bereich der Dichtungen. 1$. 14- zweckmäßiserweise feinbearbeitet, um bei der Montage und Demontage er.» Kolbens Verschleiß und demzufolge Leckage zu verhindern.

Das Pestziehen der Schraube geschieht in der Reihenfolge, daß zunächst bei 12 eine Druckfluidleitung angeschlossen wird, UiW durch den Kanal 10 Druckflüssigkeit in den Hohlraum 11 zu pressen. Durch den Druck im Hohlraum 11 wird der Kolben 8 nach oben gedrückt. Da er über das Gewinde 9 fest mit dem äußeren Ende der Schraube 3. yerlpunden ist, wird auf diese eine axiale Zugspannung ausgeübt, die eine Drehnung bewirkt, so daß die Mutter 4 ohne Einsatz größerer Kraft zum Teil 1 hin geschraubt werden kann.

Wenn dadurch der Flüssigkeitsdruck weggenpmmen wird, verkürzt sich die Schraube, und man erhält infolge der verbleibenden Zugspannung in der Schraube 3, weiche die Mutter 4 gegen das Teil Λ anpreßt, eine vorgespannte Schraubenverbindung·

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In Kenntnis des Materials und der Maße der Schraube 3 und des Kolbens 8 ist es möglich, den erforderlichen flüssigkeitsdruck zu berechnen, der erforderlich ist, um die gewünschte Vorspannung der Schraubverbindung zu erhalten.

Die dem Druck ausgesetzte Stirnfläche des Kolbens 8 sollte sich so nahe wie möglich am Grund des Sacklochs 7 befinden, um einerseits den Hohlraum 11 und damit die Druckflüssigkeitsmenge kleinzuhalten und andererseits eine radiale Ausdehnung der Schraube 3 zu verhindern.

Das Sackloch 7 sollte so lang wie möglich sein, um die Dehnungszone der Schraube zu verländern. Zweckmäßigerweise wird dabei der Grund des Sacklochs 7 in denjenigen Teil der Schraube 3 gelegt, mit welchem diese im Teil 2 axial fixiert ist« Dadurch wird erreicht, daß die Schraube die größtmögliche Dehnung erfährt, wenn der Hohlraum 11 mit einem bestimmten Druck beaufschlagt wird.

Es ist nicht nötig, daß die Schraube 3 in eine Gewindebohrung 5 im Teil 2 eingeschraubt wird. Die Schraube könnte z.B. auch ein mit dem Teil 2 verbundenes Teil sein. Sie könnte auch durch eine Bohrung im Teil 2 gesteckt und an dem herausragenden Ende mit einem Kopf versehen sein oder über ein Gewinde eine Mutter tragen.

Um zu verhindern, daß Verunreinigungen in das Sackloch 7 eindringen, wenn der Kolben 8 nicht eingeschraubt ist, kann ein Verschlußstopfen eingeschraubt werden. Befindet sich das Gewinde 9 am äußeren Ende, so kgnn*der Verschlußstopfen mit einem leicht konischen Gewinde ausgebildet sein. Wird er dann durch Drehung in das Gewinde eingeschraubt, so weitet er den äußeren Teil der Schraube und sichert dadiirch die Verbindung mit der Mutter 4·.

Schutzansprüche /

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Claims (7)

Schutzansprüche

1. Schraube zur Herstellung einer axial vorgespannten Schraubverbindung, bei welcher die Schraube in wenigstens einer Richtung an einem der zu verbindenden Teile axial festgelegt ist, während sich eine auf die Schraube aufge-r drehte Kutter an einem anderen Teil axial abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube mit; einer axialen Sackbohrung (7) versehen ist, in welche ein Hohlkolben (8) eingesetzt ist, der am offenen Ende der Sackbohrung axial in der Schraube (3) festgelegt ist und dessen Axialbohrung (10) an eine Druckfluidquelle anschließbar ist ο

£· Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlkolben (8) bis dicht vor den Boden der Sackbohrung (7) reicht und am inneren Ende eine Umfangsdichtung (13» 14) zur Abdichtung gegen die Wand der Sackbohrung (7) aufweist·

3. Schraube nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnetm daß die Wand der Sackbohrung (7) im Bereich der Umfangsdichtung (13, 14) feinbearbeitet ist.

4·. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende der Sackbohrung (7) am Mutterende de,r Schraube (3) angeordnet ist.

5. Schraube nach Anspruch 4, dadurch ge» kennzeichnet , daß die Sackbohrung bis in den Bereich der Schraube (3) reicht, in welchem diese an dem einen der miteinander zu verbindenden Teile (2) axial festgelegt ist.

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6. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5. da-.urch gekennzeic. hnet, daß die Schraube

(3) mit einem Gewinde (5) zur axialen Festlegung an dem einen der zu verbindenden Teile (2) versehen ist.

7. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Schraube (3) und dem Hohlkolben (8) formschlüssig ist.

S. Schraube nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung zwischen der Schraube (3) und dem Hohlkolben (8) eine Gewindeverbindung (9) ist.

9· Schraube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende der Axialbohrung (10) des. Hohlkolbens (8) mit einem Innengewinde (12) versehen ist, in welche wahlweise eine Druckfluidleitung oder ein kegliger Gewindestopfen einschraubbar ist.

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