杆张紧装置以及这种装置在杆上的组装方法与流程

本发明涉及一种用于张紧杆的装置，张紧发生在所述杆在例如用螺母紧固就位之前。更具体地，本发明涉及用于将两个机械结构紧固在一起的预应力螺纹杆。这些螺纹杆可特别用于风力涡轮机或核反应堆，以便将两个机械结构牢固地保持在一起。这种杆张紧装置公开在gb2143608a中。

背景技术：

杆的张紧可以通过对轴向地放置在待紧固的结构的表面上的螺母施加紧固扭矩来进行。张紧杆装置借助于拉杆对所述螺纹杆的一端施加轴向拉力。该装置通过围绕所述螺纹杆的端部的管状支撑套筒搁置在待紧固的结构的表面上。该装置包括缸体和在所述缸体中滑动并且与缸体一起形成专用于被供给加压流体的环形室的活塞。

杆通过加压的活塞张紧并被拉伸。然后通过螺母将杆锁定，例如直接在杆上或者在装置本身上。释放的杆倾向于恢复其静止长度，但是受到螺母阻挡。释放的杆然后在机械部件上施加紧固力以收紧。这种紧固方法是紧固要施加重要紧固扭矩的螺母的有利替代方案。

例如在ep2361722b1中公开的这种已知的杆张紧装置被设计成在开放的空间中使用并且易于安装。然而，这种张紧装置可能不适合用于需要重要的张紧轴向力的机械结构的减小的空间。

更确切地说，由这种张紧装置施加的张紧轴向力取决于活塞和缸体之间的室的压力表面。已知的并且具有减小的尺寸(例如用于安装在减小的空间中)的杆张紧装置意味着减小的潜在的张紧轴向力。

此外，已知的杆张紧装置不能安装在轴向尺寸减小的位置，特别是在轴向突出杆的第一结构和轴向靠近所述突出杆的自由端的第二结构之间。

技术实现要素：

本发明寻求提供一种轴向紧凑的改进的杆张紧装置，其允许更容易的安装，特别是安装在减小的轴向空间的位置。

为此，本发明涉及一种杆张紧装置，其包括第一致动器和专用于径向围绕螺纹杆的管状支撑套筒。第一致动器包括缸体和在所述缸体中滑动并与缸体形成专用于供给有加压流体的环形室的活塞，所述环形室由介于所述缸体和活塞之间的密封装置密封。活塞包括专用于与螺纹杆接合的环形螺纹孔，以便适于将张紧轴向力从致动器朝向螺纹杆传递。

根据本发明，杆张紧装置还包括至少第二致动器，其包括缸体和在所述缸体中滑动并且与缸体形成专用于供给有加压流体的环形室的活塞，所述环形室通过介于所述缸体和活塞之间的密封装置密封。所述至少第二致动器临时轴向布置在第一致动器和管状支撑套筒之间，用于临时块状组件。两个轴向相邻的致动器的活塞通过转位装置(indexingmeans)一起旋转地转位(indexed)。

由于本发明，螺纹杆直接接合在第一致动器的活塞中。这种装置不需要附加的拉杆，并且具有减小的轴向尺寸。

根据本发明的杆张紧装置包括形成块状组件的多个相邻的轴向安装的元件：管状支撑套筒、至少第二致动器和第一致动器。这些元件相继地轴向安装在螺纹杆周围。与组装的标准张紧装置相比，这些单独元件中的每一个的轴向尺寸大大减小，然后这些元件中的每一个可以在围绕所述杆安装之前放置在减小的轴向位置中，例如在螺纹杆的自由端和上部结构之间。由于本发明，杆张紧装置适于安装在减小的轴向空间的位置。

此外，这些单独元件不需要彼此紧固。由致动器的环形室内的加压流体施加的液压压力足以确保将这些元件轴向紧固在一起并且在支撑结构上。

另一个优点是，加压流体作用在其上的至少第二环形室由至少第二致动器限定。集成至少两个环形室的这种张紧装置可以设置有与具有一个独特环形室的标准张紧装置相同的压力表面。然后，张紧装置可以具有减小的径向尺寸，但适于施加类似的张紧力。

另一个优点是，张紧装置的元件是临时组装的，并且可以根据需要拆卸和安装多次。每个致动器的活塞和缸体之间的密封装置在每次拆卸之后容易接近，并且在每次使用装置之后可以容易地检查和更换。

根据本发明的有利但非强制的其他方面，这种杆张紧装置可以包括以下特征中的一个或多个：

-张紧装置包括第一和第二致动器和管状支撑套筒，以及轴向布置在所述第一和第二致动器之间的至少一个附加致动器。

-管状支撑套筒在其外周上包括至少一个通道装置，适于接收专用于与围绕螺纹杆接合的所安装的螺母配合的工具。

-管状支撑套筒是一体部件。

-管状支撑套筒包括至少两个部分。

-管状支撑套筒的每个部分包括具有轴向相邻部分的转位安装装置(indexingmountingmeans)。

-管状支撑套筒的两个轴向相邻部分之间的转位装置包括彼此接合的突出部分和凹部。

-每个致动器的缸体包括轴向部分和从所述轴向部分延伸的径向向内突出的凸缘。

-每个致动器的活塞包括轴向部分和从所述轴向部分延伸的径向向外突出的凸缘。

-每个致动器的环形室至少限定在第一密封装置、第二密封装置、活塞的轴向凸缘和缸体的轴向凸缘之间。

-第一密封装置径向地设置在缸体的凸缘的径向内表面和活塞的轴向部分之间。

-第二密封装置径向地设置在活塞的凸缘的径向外表面和缸体的轴向部分之间。

-直接安装在管状支撑套筒上的致动器的缸体包括具有所述管状支撑套筒的转位安装装置。

-缸体和管状支撑套筒之间的转位装置包括彼此接合的突出部分和凹部。

-两个轴向相邻的致动器的缸体直接支撑接触，包括相对于彼此的转位装置，并通过临时固定装置临时紧固在一起。

-两个轴向相邻的缸体之间的转位装置包括插入设置在所述缸体上的相应开口中的销。

-临时固定装置是螺钉。

-两个轴向相邻的活塞之间的转位装置包括插入设置在所述活塞上的相应开口中的销。

-销由弹性材料制成。

-活塞或缸体包括用于接收加压流体的开口和适于将加压流体供给到限定在活塞和缸体之间的环形室的通道。

-仅第一致动器的活塞或缸体包括用于接收加压流体的开口，并且张紧装置的所有致动器的缸体分别包括连接在一起并适于将加压流体供给到环形室的通道。

-两个轴向相邻缸体的通道之间的连接通过密封装置密封。

本发明还涉及一种根据前述实施例中任一项所述的杆张紧装置在从结构轴向突出的螺纹杆上的组装，包括以下步骤：

(a)管状支撑套筒首先围绕螺纹杆安装，所述管状支撑抵靠着所述结构；

(b)所述至少第二致动器轴向安装在所述管状支撑套筒上并围绕所述螺纹杆，所述至少第二致动器抵靠着所述管状支撑套筒；

(c)所述第一致动器轴向安装在所述第二致动器上并围绕所述螺纹杆，所述第一致动器抵靠着所述第二致动器，所述第一致动器和第二致动器的活塞的相对位置由转位装置转位；以及

(d)第一致动器的活塞布置成与螺纹杆配合。

附图说明

现在将对照附图来解释本发明，附图作为说明性示例而不限制本发明的目的。在附图中：

-图1是根据本发明第一实施例的杆张紧装置的上视图；

-图2是图1的杆张紧装置的i-i剖视图；

-图3是图1的杆张紧装置的ii-ii剖视图；以及

-图4是根据本发明第二实施例的杆张紧装置的剖视图。

具体实施方式

首先参考图1至图3，图1至图3示出了根据本发明的杆张紧装置的实施例的示例，螺纹杆1从结构4轴向突出并且使用张紧装置(总体称为2)而被沿轴向施加预应力，然后通过螺母3保持在所述预应力状态，螺母3靠在要与第二结构5紧固的第一结构4的表面4a上。为了说明张紧装置所面对的尺寸限制，外结构6限制用于所述张紧装置2围绕螺纹杆1的径向尺寸且上部结构7限制用于安装和使用张紧装置2的轴向尺寸。

螺母3在其外周上包括多个专用于接收外部工具的开口3a。作为未示出的替代方案，螺母3可以是六边形的并且设置有围绕所述螺母3安装的装配扳手。所述装配扳手包括与相应六边形接触的内表面，并且适于与外部工具配合。

张紧装置2包括适于向螺纹杆1提供轴向力f的第一致动器8和管状支撑套筒9。根据本发明，张紧装置2还包括轴向布置在第一致动器8和管状支撑套筒9之间的第二致动器10。

大致环形的管状支撑套筒9围绕从待紧固的结构4的表面4a突出的螺纹杆1的自由端。

管状支撑套筒9包括下部部分11和上部部分12。下部搁置在待紧固的第一结构4的表面4a上。上部部分12搁置在下部部分11上。

上部部分12包括朝向另一部分11轴向延伸的环形肋13。所述肋13接合在下部部分11的相应环形凹部14中，以便通过使上部部分12定心在下部部分11内部来径向地保持管状支撑套筒的两个部分11、12。肋13和凹部14形成用于部分11、12的转位安装装置。

两个通道12a、12b设置在管状支撑套筒9的上部部分12中，用于能够作用在螺母3上以使其朝向表面4a旋转的未示出的外部工具。未示出的工具插入通过通道12a、12b之一，以便与开口3a配合并旋转螺母3。螺母3因此可以装配在表面4a上。

第二致动器10包括缸体15和在所述缸体15内滑动的活塞16。大致环形的缸体15具有轴向部分17和径向凸缘18。径向凸缘向内朝向活塞16延伸。缸体15包括与管状支撑套筒9的上部部分12的上端12c接触的凹部19。缸体15通过将所述套筒9定心在所述缸体15内部而径向保持在所述管状支撑套筒9上。

缸体15还包括孔20，其中布置有大致环形的活塞16。活塞16包括轴向部分21和径向凸缘22。径向凸缘22朝向缸体15径向延伸。活塞16的轴向部分21抵靠缸体15的凸缘18的径向内表面轴向滑动，活塞16的凸缘22抵靠缸体15的轴向部分17的径向内表面轴向滑动。

第二致动器10的第一密封装置23布置在设置在缸体15的凸缘18的径向内表面上的环形槽中，所述第一密封装置23适于密封缸体15和活塞16之间的接触。

第二致动器10的第二密封装置24布置在设置在活塞16的凸缘22的径向外表面上的环形槽中，所述第二密封装置24适于密封缸体15和活塞16之间的接触。

第一和第二密封装置23、24可以是与面向它的机械部件滑动接触的环形密封环。所述环可以是塑料材料的或合成材料的。

第二致动器10的环形室25位于第一和第二密封装置23、24、缸体15的凸缘18和活塞16的凸缘22之间。缸体15还包括通道44，其适于将加压流体供给到所述环形室25中，以便在缸体15内推动活塞16。

第一致动器8轴向安装在第二致动器10上。第一致动器8包括缸体26和在所述缸体26内滑动的活塞27。大致环形的缸体26具有轴向部分28和径向凸缘29。径向凸缘向内朝向活塞27延伸。缸体26包括与缸体15的轴向部分17的上端接触的凹部30。第一致动器8的缸体26通过将所述缸体15定心在所述缸体26内部而径向地保持在第二致动器10的所述缸体15上。

缸体15和26还包括转位装置，例如图2中的至少一个销31。销31位于设置在缸体15上的第一开口32内以及设置在缸体26上的第二开口33内，当缸体15、26设置在它们所需的相对位置时，所述开口32、33彼此轴向面对。此外，销分别防止第一和第二致动器8、10的所述缸体15、26之间的任何相对旋转。缸体15和26之间的转位装置可以包括多个销31。

此外，缸体15和26通过临时固定装置临时紧固在一起。临时固定装置专用于安装和拆卸。如图3所示的示例，第二致动器10的缸体15包括螺纹开口50，螺纹开口50接收螺钉51的螺纹体52，所述螺钉穿过设置在缸体26上的开口54。所述螺钉51还包括头部53，以便将缸体26紧固到缸体15。缸体15和缸体26之间的临时固定装置可以包括多个螺钉51。

缸体26还包括孔34，其中布置有大致环形的活塞27。活塞27包括轴向部分35和径向凸缘36。径向凸缘36朝向缸体26径向延伸。活塞27的轴向部分35轴向抵靠着缸体26的凸缘29的径向内表面滑动，活塞27的凸缘36轴向抵靠着缸体26的轴向部分28的径向内表面滑动。

活塞16和27还包括转位装置，例如图2中的销37。每个销37位于设置在活塞16上的第一开口38内和设置在活塞27上的第二开口39内，当活塞16、27设置在它们所需的相对位置时，所述开口38、39彼此轴向面对。此外，销防止分别在第一和第二致动器8、10的所述活塞16、27之间的任何相对旋转。

第一致动器8的第一密封装置40布置在设置在缸体26的凸缘29的径向内表面上的环形槽中，所述第一密封装置40适于密封缸体26和活塞27之间的接触。

第一致动器8的第二密封装置41布置在设置在活塞27的凸缘36的径向外表面上的环形槽中，所述第二密封装置41适于密封缸体26和活塞27之间的接触。

第一致动器8的环形室42位于第一和第二密封装置40、41、缸体26的凸缘29和活塞27的凸缘36之间。活塞27还包括连接到加压流体喷射器45的开口43，所述开口43连接到通道46，通道46适于将加压流体供给到所述环形室42中，以便在缸体26内推动活塞27。

缸体26还包括来自环形室42的通道47，并且连接到第二致动器10的缸体15的通道44。供给到第一致动器8的环形室42的加压流体还被供给到第二致动器10的环形室25。通道44和47之间的连接通过密封装置48(例如环形环)密封。

作为未示出的替代方案，第一致动器的缸体可以包括开口以接收加压流体喷射器。作为另一个实施例，每个致动器可以连接到独立的加压流体喷射器。

第一致动器8的活塞27包括适于与螺纹杆1接合的螺纹孔55。

根据本发明的杆张紧装置2包括多个相邻的轴向安装的元件：在两个部分11、12中的管状支撑套筒9、在缸体15中的活塞16以形成第二致动器10，和在缸体26中的另一活塞27以形成第一致动器8。这些元件中的每一个的尺寸被确定为轴向地位于从结构4突出的螺纹杆1的上端和上部结构7之间。根据本发明，管状支撑套筒9的下部部分11首先安装在结构4的表面4a上并围绕杆1。然后并且接连地，管状套筒9的上部部分12轴向安装在下部部分9上，第二致动器10轴向安装在管状套筒9的上部部分12上，并且第一致动器8轴向安装在第二致动器10上，螺纹杆1连接到所述第一致动器8。相应的活塞16、27和相应的缸体15、26分别通过销37、31彼此旋转地转位。

当加压流体分别供给到第一和第二致动器8、10的环形室42、25时，活塞27、16在缸体26、15内轴向滑动。螺纹杆1与第一致动器8的活塞27牢固地接合，所述杆1被轴向拉伸。

外部工具通过管状支撑套筒9的开口12a、12b接合，以便向下旋转螺母3直到结构4的表面4a。然后杆1通过螺母3被锁定。释放的杆1倾向于恢复其静止长度，但是被螺母3阻挡。然后，释放的杆1在机械部件4、5上施加紧固力以收紧。

如图1至图3的实施例所示，装置2还可以与扳手56配合，扳手56包括专用于插入设置在第一致动器8的活塞27上的开口内的销57。所述扳手56可由操作者在杆拧紧过程结束时使用，以使活塞27围绕螺纹杆1向下旋转，因此也沿着活塞16向下旋转，以便从环形室42、25中移除加压流体。

在使用之后，杆张紧装置2可被拆卸并安装用于另一杆张紧操作。

图4所示的本发明的第二实施例(其中相同的元件具有相同的附图标记)与图1至图3的第一实施例的不同之处在于，第三致动器58轴向布置在第一致动器8和第二致动器10之间。

第三致动器58轴向安装在第二致动器10上。第一致动器58包括缸体59和在所述缸体59内滑动的活塞60。大致环形的缸体59具有轴向部分61和径向凸缘62。径向凸缘向内朝向活塞60延伸。缸体59包括接触缸体15的上端的肋63。第三致动器58的缸体59通过将所述缸体59定心在所述缸体15内部径向地保持在第二致动器10的所述缸体15上。类似地，第一致动器8的缸体26通过将所述缸体26定心在所述缸体59内部径向地保持在第三致动器58的所述缸体59上。

缸体15、59和26、59还包括转位装置，例如销31。

此外，缸体15、59和26、59通过未示出的固定装置紧固在一起。所述固定装置可以包括第一实施例的螺钉。

缸体59还包括孔64，其中布置有大致环形的活塞60。活塞60包括轴向部分65和径向凸缘66。径向凸缘66朝向缸体59径向延伸。活塞60的轴向部分65抵靠着缸体59的凸缘62的径向内表面轴向滑动，活塞60的凸缘66抵靠着缸体59的轴向部分61的径向内表面轴向滑动。

活塞16、60和27、60还包括转位装置，例如销37。

第三致动器58的第一密封装置67布置在设置在缸体59的凸缘62的径向内表面上的环形槽中，所述第一密封装置67适于密封缸体59和活塞60之间的接触。

第三致动器58的第二密封装置68布置在设置在活塞60的凸缘66的径向外表面上的环形槽中，所述第二密封装置68适于密封缸体59和活塞60之间的接触。

第三致动器58的环形室69位于第一和第二密封装置67、68、缸体59的凸缘62和活塞60的凸缘66之间。

缸体59还包括来自环形室69的通道70，并且连接到在一侧上的缸体15的通道44以及连接到缸体26的通道47。供给到第一致动器8的加压流体还被供给到第三致动器58的环形室69和第二致动器10的环形室25。通道44、70和47、70之间的连接通过密封装置48(例如环形环)密封。

杆张紧装置2可以在第一致动器8和第二致动器10之间不包括任何致动器58或者可以结合若干个附加致动器58，只需要在螺纹杆1上施加所需的张紧力即可。