用于預緊具有螺紋桿的組件的張緊裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括牽引元件(6，23)和主體(5，22)的張緊裝置(1，21)。牽引元件(6，23)包括由能夠與螺紋桿(2)互鎖的系桿構成的牽引元件第一下部(11，26)以及由活塞構成的牽引元件第二上部(12，27)，牽引元件(6，23)的第一部分(11，26)和第二部分(12，27)在移位中為一個整體。牽引元件(6，23)可在同軸地安裝在牽引元件(6，23)周圍的主體(5，22)的孔(10a，25a)中軸向地移動，所述主體(5，22)包括由管狀支撐套筒構成的主體第一下部(7，24)以及由柱體構成的主體第二上部(10，25)。環(huán)形室(14)形成在牽引元件(6，23)和主體(5，22)之間并且用來接收加壓流體。
【專利說明】
用于預緊具有螺紋桿的組件的張緊裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在緊固之前對桿進行張緊的裝置。特別地，本發(fā)明涉及一種用于將機械結構緊固在一起的預緊螺紋桿。應用領域可涉及能源，例如風力，核能以及土木工程。
【背景技術】
[0002]張緊裝置可以通過系桿對螺紋桿的一端施加軸向拉力。該裝置通過圍繞著所述螺紋桿端部的管狀支撐套筒設置在待緊固結構的表面上。該裝置包括柱體和活塞，該活塞在所述柱體中滑動并與柱體形成專用于供給加壓流體的環(huán)形室。
[0003]桿通過加壓活塞張緊并被拉長。然后桿通過螺母，例如直接位于桿上或裝置自身上的螺母鎖定。釋放后的桿趨于恢復其靜態(tài)長度但是被螺母鎖定。然后釋放后的桿在機械部件上施加緊固力來緊固。這種緊固方法對緊固將被施加大量緊固扭矩的螺母來說是一種有利的選擇。
[0004]然而，這種已知的張緊裝置被設計為供以壓力在1500巴以下的流體。但在一些空間減小的應用中，施加的力不足以保持機械結構緊固在一起。
[0005]此外，該裝置的元件是軸向組裝的但是在流體壓力下具有用于保持和密封的徑向交疊部分。在一些應用中，可用空間大幅減少并且這種裝置不能使用。
[0006]本發(fā)明尋找通過如下方式來解決這些問題，提供一種可比已知裝置施加更大作用力或者具有減小的尺寸、容易安裝和使用并且制造經濟用于螺紋桿的張緊裝置。

【發(fā)明內容】

[0007]為此，本發(fā)明涉及一種包括牽引元件和主體的張緊裝置。牽引元件包括由能夠與螺紋桿互鎖的系桿構成的牽引元件第一下部，以及由活塞構成的牽引元件第二上部牽引元件的第一部分和第二部分在移位中為一個整體。牽引元件可在同軸地安裝在所述牽引元件周圍的主體的孔內軸向地移動，所述主體包括由管狀支撐套筒構成的主體第一下部，以及由柱體構成的主體第二上部。環(huán)形室形成在牽引元件和主體之間并用于接收加壓流體。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，環(huán)形室軸向地形成在牽引元件的第二部分和主體的第二部分之間，并且徑向地形成在主體的第二部分和牽引元件的第一部分之間；第一密封工具徑向設在主體的第二部分和牽引元件的第一部分之間，以及第二密封工具徑向設在主體的第二部分和牽引元件的第二部分之間，這樣兩個密封工具軸向設置在環(huán)形室的任一側來保證密封。
[0009]由于本發(fā)明，用于接收加壓流體的環(huán)形室在主體的柱體部分與牽引元件的系桿之間徑向延伸。室的徑向尺寸最大化從而使流體施加壓力的液壓表面優(yōu)化。
[0010]對于張緊裝置的給定徑向尺寸，由于液壓表面增大，施加的作用力會增大，超過了標準裝置的常規(guī)作用力。這種裝置由此可用在需要極大張緊作用的應用中。
[0011]對于張緊裝置的給定作用力，所述裝置的徑向尺寸減小。當然，液壓表面增大并且需要減小的表面來獲取給定的力。通過減小構成張緊裝置的元件的徑向尺寸，尤其是柱體和活塞的，所述裝置仍可以施加給定的力。這種裝置因此可用在空間減小的應用中。
[0012]根據(jù)本發(fā)明有利但非強制的其他方面，這種桿張緊裝置可以結合以下特征中的一個或多個:
[0013]-牽引元件的第一部分由系桿構成，系桿包括帶有中心孔的軸向管狀部分，中心孔具有用于與螺紋桿外螺紋相配合的內螺紋。
[0014]-牽引元件的第二部分由通過柱體形成的活塞構成。
[0015]-牽引元件整體地形成，牽引元件的第一部分和第二部分為一個單一元件的部分。
[0016]-牽引元件由兩個不同的部分組成；由系桿構成的牽引元件的第一部分在移動中通過固定工具牢固地固定到由活塞構成的牽引元件的第二部分。
[0017]-位于牽引元件的第一部分和第二部分之間的固定工具由牽引元件的所述第二部分的孔構成，該孔設有與牽引元件的所述第一部分的外螺紋相配合的內螺紋。
[0018]-主體的第一部分由支撐套筒構成，該套筒由中空軸向管狀部分組成，螺紋桿和牽引元件的第一部分設置在其中并可在其中軸向移動。
[0019]-主體的第二部分由柱體構成，柱體包括第一孔和第二孔，牽引元件的第一部分設置在第一孔中并可在其中軸向移動，第二孔與第一孔同軸并且牽引元件的第二部分設置在第二孔中并可在其中軸向移動。
[0020]-主體整體地形成，主體的第一部分和第二部分為一個單一元件的部分。
[0021]-主體由兩個不同的部分形成，主體的第一部分由支撐套筒構成，該支撐套筒支撐著由柱體構成的主體第二部分。
[0022]-環(huán)形室軸向形成在主體的第二部分的徑向基底與牽引元件的第二部分的徑向凸緣之間。
[0023]-環(huán)形室徑向形成在主體的第二部分的第二孔與形成牽引元件的第一部分的軸向管狀部分之間。
[0024]-張緊裝置包括對接鍵和傳動銷，對接鍵設置在主體的第一部分中并用于同軸安裝在擰在螺紋桿上的螺母周圍，傳動銷具有與所述對接鍵相配合并且穿過形成在主體的第一部分上的徑向開口的一端。
[0025]-傳動銷可以手動操作或者電動操作。
[0026]-牽引元件的第二部分包括帶有用于與螺母相配合的外螺紋的上圓柱端，所述螺母用于軸向鄰靠主體從而將牽引元件的第二部分軸向鎖定在位。
[0027]-主體的第二部分包括至少一個加壓流體供給導管，所述導管連接到環(huán)形室從而以流體裝填。
[0028]-牽引元件包括至少一個加壓流體供給導管，所述導管連接到環(huán)形室。所述導管可被提供于牽引元件的第一部分和/或第二部分。
[0029]-主體的第二部分包括用來確定保持其外邊緣的裝置，例如包扎碳管，以便限制主體的第二部分在壓力下的徑向變形。
[0030]-構成主體和牽引元件的元件由鋼制成，例如型號30CND8或者100C6。
[0031]-密封工具結合在設在第一機械元件內的腔中用以接觸第二機械元件從而防止流體泄露并保持所述兩個元件之間的縫隙中的壓力。
[0032]-牽引元件的第二部分包括設有密封工具的室體，密封工具與主體的第二部分滑動接觸。
[0033]-主體的第二部分包括設有密封工具的腔，密封工具與牽引元件的第一部分滑動接觸。
[0034]-密封工具包括安裝在第一機械元件的腔中的第一彈性環(huán)以及比第一環(huán)更硬并且與第二機械元件滑動接觸的第二環(huán)，所述第一彈性環(huán)預緊所述第二環(huán)從而保證接觸。
[0035]-密封工具的第一環(huán)為彈性體。
[0036]-密封工具的第二環(huán)為塑性體。
【附圖說明】
[0037]本發(fā)明現(xiàn)將結合作為張緊裝置示例的、不限定本發(fā)明目標的附圖進行解釋。在附圖中:
[0038]-圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例、處于第一位置的張緊裝置的徑向截面視圖；
[0039]-圖2是處于第二位置的第一實施例的張緊裝置的徑向截面視圖；以及
[0040]-圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的張緊裝置的徑向截面視圖。
【具體實施方式】
[0041]整體以附圖標記I標識并具有中心軸線Xl張緊裝置專用于軸向地張緊螺紋桿2。根據(jù)圖1和2所示的第一實施例，螺紋桿2隨后通過用于抵靠在結構4的表面4a上的螺母3鎖定，結構4通常包括至少兩個要被組裝的機械部件，在此以板4c和框架4b的形式為例。還可理解為螺紋桿2也可包括螺釘或螺栓。
[0042]張緊裝置I包括主體5和牽引元件6。
[0043]主體5包括第一下部7，其由通過中空軸向管狀部分形成的支撐套筒構成，螺紋桿2放置在其中并可在其中軸向移動。對接鍵同軸安裝在擰在所述螺紋桿2上的螺母3附近。傳動銷9可以在其一端致動對接銷并且穿過設置于支撐套筒7的徑向開口 7a。對接銷可以是手動操作或者是機動操作。
[0044]主體5包括第二上部10，其由設有中心孔1a的柱體構成，牽引元件6位于其中并可在其中軸向移動。柱體10包括座設在支撐套筒7上的下支撐徑向表面10b。柱體10包括圓周軸向套環(huán)10c，其形成與支撐套筒7的外圓柱形表面7b相對應的形狀的內孔。所述支撐套筒7設置在柱體10的套環(huán)1c的孔內。所述套環(huán)1c具有軸向引導安裝在所述支撐套筒7上的柱體10以及徑向保持以防止張緊裝置I使用期間的任何徑向移位的功能。
[0045]形成主體5的支撐套筒7和柱體10是一起配合的兩個不同部件。可替換地，套筒7和柱體10可以通過適當?shù)墓潭üぞ呃喂痰毓潭ㄔ谝黄鸹蛘哒w地形成為一個單一的機械元件。
[0046]牽引元件6包括第一下部11，其由設有中心孔IIa的軸向管狀部分形成的系桿構成。所述中心孔Ila具有與螺紋桿2的外螺紋2a相配合的內螺紋。系桿11可在柱體10的中心孔1a的第一孔部1d中軸向地移動。系桿11的外圓柱形表面具有與孔1a的第一孔部1d的內圓柱形表面相對應的形狀。
[0047]牽引元件6包括第二上部12，其由圓柱形部分形成的活塞構成?；钊?2可在柱體10的中心孔1a的第二孔部1e中軸向地移動?；钊?2的外圓柱形表面具有與孔1a的第二孔部1e的內圓柱形表面相對應的形狀。
[0048]形成牽引元件6的系桿11與活塞12是一整體元件的兩個部分?？商鎿Q地，系桿11和活塞12可以是通過適當?shù)墓潭üぞ呃喂坦潭ǖ膬蓚€不同部件。
[0049]活塞12的外徑嚴格大于系桿11的外徑，從而限定活塞12的下徑向凸緣12a。由于柱體10的中心孔1a包括分別與系桿11和活塞12相對應的形狀的第一孔部1d和第二孔部10e，在位于中心孔1a的第一孔部1d與第二孔部1e之間的連接處，徑向基底1f限定在柱體10上。
[0050]柱體10包括通向徑向基底1f用于加壓流體的供給導管13。該流體可以是油，空氣或者任何粘性流體。作為未示出的替代方案，牽引元件6可包括通向徑向凸緣12a的供給導管13。
[0051]根據(jù)本發(fā)明，以及如根據(jù)第一實施例在圖1和2中表示的，環(huán)形室14軸向地形成在柱體1的徑向基底I Of與活塞12的徑向凸緣12a之間，并且徑向地形成在柱體1中心孔I Oa的第二孔部1e與形成系桿11的軸向管狀部分之間。該環(huán)形室14初始體積為零，所述徑向凸緣12a座設在徑向基底I Of上，并在從導管13供給加壓流體時形成。
[0052]此外根據(jù)本發(fā)明，柱體10的中心孔1a的第一孔部1d包括設有第一密封工具15的環(huán)形腔，第一密封工具15與系桿11外表面滑動接觸?；钊?2外表面包括設有第二密封工具16的環(huán)形腔，第二密封工具16與柱體10的中心孔1a的第二孔部1e滑動接觸。密封工具15和16均軸向設置于環(huán)形室14的任一側從而保證所述室14在包含加壓流體時的密封。
[0053]作為未示出的替代方案，環(huán)形腔15和16的位置可以在第一孔部1d與系桿11之間和/或在第二孔部1e與活塞12之間互換。
[0054]密封工具15，16每個可由例如為彈性材料的、安裝在腔中的第一彈性環(huán)構，以及為比第一環(huán)更硬的材料、例如塑性材料的第二環(huán)構成，滑動接觸所面對的機械元件。第一彈性環(huán)向第二環(huán)施加預緊應力以保證接觸。
[0055]將參考圖1和2以順序的步驟順序描述螺紋桿張緊裝置2的操作。
[0056]螺紋桿2被擰入設在框架4d上的螺紋開口4d。
[0057]在所述桿2上調節(jié)板4c直到接觸框架4b，桿2穿過內徑嚴格大于桿2外徑的開口4e。
[0058]螺母3被擰緊在螺紋桿2的鄰近部分2d上直到與板4c的表面4a接觸。
[0059]在所述桿2上調節(jié)張緊裝置I，從而隨著帶有傳動銷的對接鍵8傳動銷9被定位在螺母3附近，主體5的支撐套筒7與設有螺母3的螺紋桿2附近的板4c的表面4a相接觸。柱體10抵靠支撐件7。系桿11螺紋桿2的鄰近部分2b螺紋擰緊。在圖1所示的初始結構中，活塞12的徑向凸緣12a抵靠柱體10的徑向基底1f。螺紋桿2不受軸向力擠壓并且具有用于伸長的鄰近部分2d。
[0060]如圖2所示，加壓流體供給到位于徑向基底1f和活塞12的徑向凸緣12a之間的柱體10的導管13中。由于密封工具15和16，活塞12移動離開柱體10的徑向基底1f并提升系桿U。環(huán)形室14形成在張緊裝置I的牽引元件和主體5之間。軸向力被施加在螺紋桿的材料上并造成桿2的長度增加。
[0061]螺母3從板4的支撐表面4a軸向移除。一旦所期望的張緊力被應用在桿2上，傳動銷9致動對接鍵來擰緊螺母3直到與板4的表面4a相接觸。
[0062]釋放液壓壓力并且將系桿11從螺紋桿2中擰出。螺母3抵靠結構4，螺紋桿2保持伸長。然后裝置I被移除。
[0063]由于本發(fā)明，流體施加壓力的液壓徑向表面在柱體10的第二孔部1e或中心孔10a、即較大內徑的孔部，與系桿11的外表面、即較小外徑的牽引元件6的那部分，之間最大。
[0064]對于裝置I的給定徑向尺寸，特別是活塞12和柱體10的給定徑向尺寸，施加高得多張緊力是可能的。
[0065]此外，對于要提供的給定張緊力，可能的是，通過充分地減小環(huán)形室14的徑向尺寸來減小裝置I的徑向尺寸，從而施加所期望的張緊力。
[0066]本發(fā)明的第二實施例圖示于圖3中并且其與圖1和2所示的第一實施例的區(qū)別在于由液壓螺母構成的、具有中心軸線X21的張緊裝置21。
[0067]第一實施例中描述的張緊裝置I由張緊器，用于以及重復用于張緊多個螺紋桿的設備構成。待在第二實施例中描述的裝置21由作為張緊器和螺母的液壓螺母構成。所述裝置21持久地保持在結構4上。
[0068]在下列描述中，圖1至3中相似的元件之間使用相同的參考標記。
[0069]張緊裝置21包括主體22和牽引元件23。
[0070]主體22包括第一下部24，其由通過中空軸向管狀部分組成的支撐套筒構成，螺紋桿2設置在其中并可在其中軸向移動。
[0071]主體22包括第二上部25，其由設有中心孔25a的柱體構成，牽引元件23位于其中并可在其中軸向移動。
[0072]支撐套筒24和柱體25以一個整體機械元件形成主體5。可替換地，支撐套筒24和柱體25可以是相互配合和/或通過適當?shù)墓潭üぞ呃喂痰毓潭ㄔ诘膬蓚€不同部件。
[0073]牽引元件23包括第一下部26，其由具有中心孔25a的軸向管狀部分組成的系桿構成。所述孔25a包括與螺紋桿2的外螺紋相匹配的內螺紋。系桿26可在柱體25的中心孔25a的第一孔部25b中軸向移動。系桿26的外圓柱形表面具有與孔25a的第一孔部25b的內圓柱形表面相對應的形狀。
[0074]牽引元件23包括第二上部27，其由圓柱形部分形成的活塞構成?；钊?7可在柱體25的中心孔25a的第二孔部25c中軸向移動?；钊?7的外圓柱形表面具有與孔25a的第二孔部25c的內圓柱形表面相對應的形狀。
[0075]柱體27的外徑嚴格大于系桿26的外徑，由此限定活塞27的下徑向凸緣27b。由于柱體25的中心孔25a包括分別與系桿26和活塞27相對應的形狀的第一孔部25b和第二孔部25c，在中心孔25a的第一孔部25a與第二孔部25c的連接處限定徑向基底25d。
[0076]形成牽引元件23的系桿26和活塞27是兩個不同的元件并且通過適當?shù)墓潭üぞ呃喂痰毓潭?。在圖3所示的例子中，活塞27包括與系桿26端部的螺紋部分26b相配合的螺紋孔27a。由兩個不同部件26，27支承的牽引元件26在待張緊的螺紋桿2具有嚴格大于第一孔部25a內徑的外徑時具有優(yōu)勢。確實，在這樣的情況下，系桿26的自由端具有適于與所述螺紋桿2互鎖并由此嚴格大于第一孔部25a內徑的徑向尺寸。
[0077]可替代地，系桿11和活塞12是整體形成的牽弓I元件的兩個部分。
[0078]柱體25包括用來供以加壓流體的導管13，所述導管13通向徑向基底25d。
[0079]環(huán)形室14軸向地形成在柱體25的徑向基底25d與活塞27的徑向凸緣27b之間，以及徑向地形成在柱體25的中心孔25a的第二孔部25c與形成系桿26的軸向管狀部分之間。環(huán)形室14初始體積為零，所述徑向凸緣27b座設在徑向基底25d上，并在通過導管13供給加壓流體時形成。
[0080]此外，柱體25的孔25a的第一孔部25b包括設有與系桿26的外表面滑動接觸的第一密封工具15的環(huán)形腔。活塞27的外表面包括設有與孔25a的第二孔部25c滑動接觸的第二密封工具16的環(huán)形室體。密封工具15和16軸向設置在環(huán)形室14的任一側從而保證密封并防止加壓流體泄露。
[0081]螺母28被擰在設于活塞27上端27d的外螺紋27c上。活塞27的所述上端27d具有嚴格小于設在柱體25的孔25c中的活塞體的直徑的外直徑。螺母28包括中心孔，其設有具有與所述上端27d直徑相等的下直徑的第一孔部28a，所述部分28a具有與所述端部27d的螺紋27c相配合的螺紋。螺母28的孔包括第二孔部28b，其是圓柱形并且具有等于設置在柱體25的孔25c中的活塞體的外直徑的內直徑。
[0082]液壓螺母21的操作與張緊器I相似，區(qū)別僅為，在螺桿2被張緊和伸長之后，螺母28擰在活塞27上直至鄰接于柱體25的上端的上凸緣25e。隨后釋放液壓壓力。螺母28抵靠著柱體25并且隨后活塞27和系桿26保持在合適位置并且維持螺桿2的伸長。裝置21固定地保持在合適位置從而保證結構4的緊固。
[0083]上述討論的實施例以及替換方案中的技術特征可以結合。
【主權項】
1.一種包括牽引元件(6，23)和主體(5，22)的張緊裝置(1，21)，例如: (a)牽引元件(6，23)包括: -牽引元件的第一下部(11，26)，其包括能夠與螺紋桿(2)互鎖的系桿的，和 -牽引元件的第二上部(12，27)，其包括活塞， 牽引兀件的第一部分(11，26)和第二部分(12，27)在移位中為整體； (b)牽引元件(6，23)可在同軸地安裝在所述牽引元件(6，23)周圍的主體(5，22)的孔(I Oa，25a)中軸向地移動，所述主體(5，22)包括: -主體的第一下部(7,24),其包括管狀支撐套筒，和 -主體的第二上部(10，25)，其包括柱體;并且 (c)環(huán)形室(14)形成在所述牽引元件(6，23)和所述主體(5，22)之間并且用來接收加壓流體； 其特征在于: (d)環(huán)形室(14): -軸向地形成在所述牽引元件的第二部分(12，27)和所述主體的第二部分(8，25)之間，并且 -徑向地形成在所述主體的第二部分(10，25)和所述牽引元件的第一部分(11，26)之間；并且 (e)所述裝置(I，21)包括密封工具，所述密封工具包括: -徑向地安裝在所訴主體的第二部分(10，25)和所述牽引元件的第一部分(11，26)之間的第一密封工具(15)，以及 -徑向地安裝在所述主體的第二部分(10，25)和所述牽引元件的第二部分(12，27)之間的第二密封工具(16)，由此兩個密封工具(I5，16)軸向地設置在所述環(huán)形室(14)的每一側以保證其密封。2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述牽引元件(6)為整體地形成，所述牽引元件(6)的第一部分(11)和第二部分(12)為一個單一元件的部分。3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述牽引元件(23)由兩個不同的元件形成，包括系桿的牽引元件的第一部分(26)在移位中通過固定工具(26b，27a)與包括活塞的牽引元件(23)的第二部分(27)牢固地固定。4.根據(jù)前權利要求中任一項所述的裝置，其中所述環(huán)形室(14)軸向地形成在所述主體(5，22)的第二部分(10，25)的徑向基底(1(^，25(1)和所述牽引元件(6，23)的第二部分(12，27)的徑向凸緣(12a，17b)之間。5.根據(jù)前權利要求中任一項所述的裝置，其中主體(5，22)的第二部分(10，25)包括設有第一孔部(10(1，2513)和第二孔部(1(^，25(3)的柱體，牽引元件第一部分(11，26)布置在第一孔部中并可在其中軸向移動，并且，第二孔部與所述第一孔部(10b，25b)同軸且牽引元件(6，23)的第二部分(12，27)設置在所述第一孔部中并可在其中軸向移動。6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中環(huán)形室(14)徑向地形成在主體(5，22)的第二部分(10，25)的第二孔部(10e，25c)與牽引元件(6，23)的第一部分(11，26)之間。7.根據(jù)前權利要求中任一項所述的裝置，其中所述張緊裝置(I)包括對接鍵(8)和傳動銷(9)，所述對接鍵布置在所述主體(5)的第一部分(7)中并用于同軸安裝在擰在螺桿(2)上的螺母(3)周圍，并且，所述傳動銷具有與對所述接鍵(8)相配合且穿過設在主體(5)的第一部分(7)上的徑向開口(7a)的一端。8.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的裝置，其中牽引元件(23)的第二部分(27)包括設有用于與螺母(28)相配合的外螺紋(27c)的上圓柱端(27d)，所述螺母(28)用來軸向鄰靠所述主體(22)從而將所述牽引元件(23)的第二部分(27)軸向鎖定在位。9.根據(jù)前權利要求中任一項所述的裝置，其中所述主體(5，22)的第二部分(10，25)包括待通過加壓流體供給并連接到環(huán)形室(14)的至少一個導管(13)。10.根據(jù)前權利要求中任一項所述的裝置，其中所述密封工具(15，16)布置在設于第一機械元件(10，25; 12，27)上的腔中以與第二機械元件(II，26; 10，25)滑動接觸從而防止加壓流體的泄露并保持所述兩個元件之間的壓力。
【文檔編號】F16J15/06GK106041503SQ201610542867
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】M·阿萊格雷, P·里鮑爾特
【申請人】斯凱孚公司