NO174016B - Hurtigkoplingsmutter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et hurtigkoplingssystem omfattende en mutter med et antall innvendige gjengede bueformede segmenter som hvert innbefatter en konisk avkortet delflate, en bolt for opptak av mutteren på denne, og en komponent som avgrenser bolten og har en konisk avkortet flate som tilsvarer flatene på segmentene, hvilket system videre omfatter, for hvert segmentpar, en eller flere styretapper langs hvilke segmentene er radielt glidbare i forhold til hverandre mellom uvirksomme stillinger forskjøvet radielt ut av konsentrisitet og virksomme stillinger hvor segmentene er hovedsakelige konsentriske og mutteren oppviser en konisk avkortet flate, og frigjørbare innretninger for å holde segmentene i de operative stillinger, idet arrangementet er slik at, ved plassering av mutteren på bolten kontakter den konisk avkortede flate på mutteren den konisk avkortede flate på komponenten som avgrenser bolten, idet relativ aksiell bevegelse mellom mutteren og komponenten presser segmentene i mutteren radielt innad til positivt gjengeinngrep med bolten.

Hurtigkoplingssystemet finner, om ikke utelukkende, an-vendelse for reaksjonsmuttere tilknyttet hydrauliske skruestrammingsverktøy.

Et skruestrammingsverktøy er hovedsakelig en hydraulisk jekk plassert over en mutter og skrueenhet med skruen forløpende sentralt gjennom verktøyet. For å påsette en belastning på skruen, må strammeverktøyet virke mot en mutter skrudd på skruen over verktøyet.

Lengden av det parti av skruen eller bolten som stikker over verktøyet kan være betydelig, og spesielt i avgrensede og/eller farlige miljøer, slik som under vann eller innenfor kjernekraftindustrien, der skruing av reaksjonsmutteren på eller av bolten kan være en tidsforbrukende og utmattende prosedyre, spesielt på bolter med stor diameter med fine gjenger.

Det er tallrike andre situasjoner hvor to komponenter knyttes sammen med en eller flere mutter- og skrueenheter og hvor den frie endeutstrekning av holten stikker en avstand ut forbi den tilhørende komponent hvorved det er nødvendig å skru mutteren over en betraktelig avstand før forbindelsen er satt i kraft. Igjen kan dette vise seg å være en tidsforbrukende oppgave.

For å overvinne dette problem er det f.eks. foreslått i US-patent nr. 4083288, å tilveiebringe en delt mutter innbefattende to halve muttere som kan plasseres på en skrue ved enhver aksiell posisjon langs denne, der den delte mutter er utrustet med en konisk flate for samvirke med en komplementær fordypning i en skive eller et arbeidsstykke. Ved tiltrekking holdes komponentene av den delte mutter sammen og i gjengeinngrep med skruen ved samvirke mellom den koniske flate og fordypningen eller forsenkningen i arbeidsstykket.

Dette konsept er benyttet for hydrauliske skruestrammere, f.eks. som vist i US-patent nr. 4438901 og britisk patentskrift nr. 2143608 der trekkeren i strammeren innehar en krave bestående av et antall segmenter.

En hydraulisk skruestrammer som innehar en forenklet trekkanordning i form av en delt mutter forsynt med en kamflate for inngrep med en komplementær forsenkning i stempelet i den hydrauliske stempel-sylinderenhet, er vist i britisk patentskrift nr. 2193549.

Disse kjente delte muttere lider alle av den hovedulempe at de først krever påsetting av en ytre, radielt innad rettet kraft for å opprettholde gjengeinngrep med den tilhørende skrue - dvs. i fravær av en slik kraft vil komponentene av den delte mutter, som er adskilt fra hverandre, bli koplet fra skruen.

Således skal det forstås at det er svært vanskelig, om ikke umulig, å benytte slike delte muttere snudd på hodet eller til og med horisontale situasjoner, mens, ved påsetting av disse kjente delte muttere på hydrauliske skruestrammere i slike omvendte eller horisontale situasjoner, er det nødvendig å holde på både strammeren og mutteren inntil positivt samvirke mellom stempelet og mutteren er fått istand.

En delt mutter innbefatter minst to segmenter og det er vesentlig at segmentene, som faktisk er tilknyttet hverandre, kombineres for å utgjøre en gitt delt mutter-bruk av andre enn de korrekte segmenter i kombinasjon med hverandre kan føre til problemer med tilpasning av gjengene på segmentene.

Med de kjente arrangementer, særlig ved masseproduksjon av de angjeldende delte muttere og på grunn av den fullstendig adskilte beskaffenhet av segmentene, er det enkelt å feilinnpasse segmentene og ende opp med en mutter som innbefatter uforenelige segmenter.

Det har f.eks. vært foreslått i GB-1520555 å sammenkople de to halvdeler i en delt mutter ved hjelp av tynne, fleksible steg som forløper mellom mutterens 2 halvdeler, idet mutterhalvdelene også er forsynt med samvirkende tapper og utsparinger for å hindre utilsiktet åpning av mutterhalvdelene etter at de har blitt sammenført omkring den tilhør-ende bolt.

Den delte mutter vist i GB-1520555 er av et syntetisk resinmateriale og er forsynt med organer for å holde de to halvdeler av den delte mutter i deres virkestilling på den tilhørende bolt. Disse organer omfatter et ringformet fremspring tildannet på veggen av hver utsparing og et tilsvarende ringformet parti som avgrenser hver tapp, hvilke ringformede fremspring og partier snepper over hverandre ved innføring av tappene i utsparingene for å fastholde mutterhalvdelene i et sammenført forhold.

Et slik arrangement er ikke egnet for hurtig og gjentatt påsetting og fjerning av en mutter til og fra en bolt, ved at de samvirkende, ringformede fremspring og partier på utsparingene og tappene respektivt, som er av et forholdsvis mykt syntetisk materiale, ville slites og/eller bli nedbrutt dersom det ble foretatt inngrep og løsgjøring gjentatte ganger.

Det ville være ønskelig å kunne tilveiebringe et hurtigkoplingssystem som omfattet en mutter som kan oppnå en virksom eller låsende stilling på en tilhørende bolt på hurtig måte, og som innbefatter forbedrede frigjørbare innretninger for å fastholde mutteren i sin virksomme stilling på bolten og som kan motstå gjentatte aktiviseringer av denne.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et hurtigkoplingssystem av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at minst en av styretappene i hvert segmentpar har en forsenkning, og den frigjørbare holdeinnretning omfatter, for hver eller alle forsenkede styretapper, et lagerelement elastisk spent mot den tilhør-ende styretapp som opptas i forsenkningen når segmentene er i deres virksomme stillinger.

Det skal forstås at føringsinnretningene som reagerer eller virker mellom segmentene til en mutter sikrer at segmentene på en gitt mutter bibeholdes i forbindelse med hverandre og at en kontinuerlig, innpasset gjenge gis av mutteren, mens tilveiebringelsen av de frigjørbare innretninger for å bibeholde segmentene i deres operative posisjoner gjør det mulig for en mutter å bli plassert på en skrue ved ethvert aksielt sted langs denne for å foreta første gjengeinngrep med denne uten behov for noen ytre radiell kraft for å holde mutteren i det første gjengeinngrep med skruen.

I en utførelse av oppfinnelsen presses segmentene ettergivende inn i de uvirksomme stillinger, f.eks. med spiralfjærer som virker mellom tilstøtende segmenter.

I en foretrukken utførelse av oppfinnelsen innbefatter systemet to segmenter, hvert med generelt halvsirkulær form i tverrsnitt, og et par styretapper er anordnet en ved hver ende av segmentets diametere og hver forløpende vinkelrett på diametrene.

Hensiktsmessig er hver av styretappene montert på, og stikker frem fra, et av segmentene, og det andre segment er anordnet med tilsvarende styrekanaler og bærer de frigjørbare holdeinnretninger.

Alternativt kan imidlertid hvert segment bære en av styretappene og være anordnet med en tilsvarende styrekanal for den andre styretapp og med frigjørbare holdeinnretninger for samvirke med den andre styretapp.

Kun som eksempler, vil utførelser av oppfinnelsen nå bli beskrevet i nærmere detalj med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 er et planriss sett ovenfra av en mutter ifølge

oppf innelsen;

Fig. 2 og 3 er riss i en retning av pilene 'A' og 'B'

respektivt i fig. 1, og

Fig. 4 og 5 viser, delvis i vertikalt snitt, to brukssitua-sjoner for mutteren ifølge oppfinnelsen.

Det vises til fig. 1-3 hvor det er vist et hurtigkoplingssystem omfattende en mutter ifølge oppfinnelsen, innbefattende et par motstående, innvendig gjengede segmenter 2,4, der segmentene 2,4 innbefatter nedre partier 6,8 respektivt som har nedad og innad avsmalnende ytre flater med hovedsakelig avkortet, halvkonisk utseende, og øvre partier 10,12 respektivt med generelt halvsylindrisk form.

Et par styretapper 14,16 er festet til, for å stikke utad en fra hver endeflate, segmentet 2, hvor tappene fremstikker parallelt med hverandre i en retning vinkelrett på skille-flatediameteren for segmentet 2.

Et par tilhørende kanaler 18,20 er utformet i segmentet 4, hvor styretappene 14,16 opptas i nevnte kanaler hvorved segmentene 2,4 er glidbare i forhold til hverandre i retning av tappene 14,16 mellom en uvirksom stilling av mutteren vist i tegningene, og bestemt av anlegg av hodene 14a, 16a på tappene 14,16 mot skuldrene 18a, 20a på styrekanalene 18,20, og en virksom stilling av mutteren hvori endeflatene av segmentene 2,4 er plassert nært inntil, men noe i avstand fra hverandre.

Segmentene 2,4 er elastisk presset mot sine uvirksomme stillinger ved hjelp av spiralfjærer 22,24 montert på styretappene 14,16 respektivt og som virker mellom endeflatene av segmentene 2,4.

Montert i segmentet 4, en for hver av styretappene 14,16, er et par frigjørbare holdeinnretninger indikert generelt ved 26 og 28. Hver holdeinnretning 26,28 innbefatter et kulelager 30 ettergivende presset i en retning parallelt med den sentrale lengdeakse av mutteren, ved hjelp av en spiralfjær 32, til inngrep med den tilhørende styretapp 14,16, idet fjæren 32 virker mellom en skruegjenget bolt 34 montert i segmentet 4 og kulelageret 30.

Hver styretapp 14,16 er forsynt med et omkretsmessig spor 36 hvis aksielle posisjon langs den tilhørende styretapp 14,16 er slik at, når segmentene 2,4 er i sine virksomme stillinger, befinner sporene 36 seg straks under deres tilhørende lager 30, hvilke lagre 30 således blir elastisk presset av fjærene 32 inn i sporene 36 under disse og holder segmentene 2,4 i de virksomme stillinger.

Hvert segment 2,4 er forsynt med en aksielt forløpende åpning 38 i sin øvre flate for innsettelse av en egnet nøkkel eller lignende i denne for å muliggjøre delingen av segmentene fra deres virksomme stillinger til deres uvirksomme stillinger, såvel som et par radielt forløpende vinkelarmhull for innsettelse av en hevarm eller lignende i dette for å muliggjøre dreining av mutteren på en tilhørende bolt.

Fig. 4 illustrerer en første brukssituasjon av den ovenfor beskrevne mutter. Ved henvisning til fig. 4 er det vist et hydraulisk skruestrammingsverktøy indikert generelt med 42 og plassert på en gjenget skrue 44 som skal strammes, hvor bolten 44 bærer en tilhørende mutter 46 som skal tiltrekkes på bolten 44. Verktøyet 42 kan være av forholdsvis konvensjonell form bortsett fra at endeflaten av stempelet 48 innbefatter en innad og nedad avsmalnende flate 5 0 med samme form som de nedre partier 6,8 av segmentene 2,4 av årsaker som vil fremstå.

Som nevnt ovenfor krever aktivisering av stramme- eller tiltrekkingsverktøyet 42 tilveiebringelsen av en reaksjonsmutter på bolten 44 over verktøyet. Bruken av en konvensjonell reaksjonsmutter ville kreve at mutteren ble skrudd ned den øvre forlengelse av skruen 44 til inngrep med verktøyet 42 som kan være en tidsforbrukende og arbeidskrevende oppgave, særlig på lange bolter med fine gjenger.

Disse problemer er overvunnet ved å bruke mutteren vist i figurene 1 til 3. Nærmere bestemt plasseres mutteren i sin uvirksomme stilling - dvs. med segmentene 2,4 adskilt fra hverandre - rundt den øvre forlengelse av bolten 44 og senkes til inngrep med de øvre partier av verktøyet 42, idet de nedre områder av de avsmalnende ytre flater av partiene 6,8 på segmentene 2,4 kontakter de øvre partier av den avsmalnende flate 50 på stempelet 48 i det hydrauliske stramme-verktøy 42.

Segmentene 2,4 blir deretter beveget mot sine virksomme stillinger inntil kulelagrene 30 snepper inn i sporene 36 for å fastlegge de virksomme stillinger, i hvilke stillinger den innvendige gjenge på segmentene 2,4 gjør inngrep med gjengen på bolten 44.

Mutteren blir deretter skrudd ned bolten 44, vanligvis en eller to omdreininger, inntil de avsmalnende flater på partiene 6,8 av segmentene 2,4 er sammenført med den konisk avkortede flate 50 på stempelet 48 som vist i fig. 4, idet mutteren da er i sin reaksjonsstilling.

Ved aktivisering av strammeverktøyet 42, påsettes en aksiell kraft på reaksjonsmutteren gjennom overflaten 50 av stempelet 48, der denne kraft har en radielt innad rettet komponent som tjener til å presse segmentene 2,4 innad til enda mer positivt gjengeinngrep med bolten 44 og som overvinner de radielt utad vendte krefter, og følgelig periferispenning, oppsatt i mutteren som et resultat av strammingen mellom mutterens gjenger og bolten 44. I dette henseende er vinkelen mellom de koniske flater på partiene 6,8 hos segmentene 2,4 og vertikalen, betydelig mindre enn vinkelen for gjengen på segmentene 2,4 og bolten 44.

Således, desto større kraften påsatt reaksjonsmutteren på bolten 44 er, desto mer positivt blir mutteren festet til bolten 44.

Når det er ønsket å fjerne reaksjonsmutteren fra bolten 44 skrus mutteren tilstrekkelig langt av fra bolten 44 for å frakople de avsmalnende partier 6,8 av segmentene 2,4 fra overflaten 50 av stempelet 48 hvorved segmentene 2,4 kan adskilles fra hverandre inn i deres uvirksomme stillinger, f. eks. ved hjelp av en nøkkel eller nøkler beliggende i anordningen 38, og mutteren blir deretter løftet opp og av fra bolten 44.

Således er det tilveiebragt en hurtigfestende, hurtigfri-gjørende mutter som muliggjør hurtig plassering på og fjerning fra selv de lengste blant bolter og som er slik at, under belastning, maksimalt gjengeinngrep blir bevirket med tilhørende bolt under alle forhold - dette er et nyttig sikkerhetstrekk i tilfelle av at mutteren i utgangspunktet ikke er satt tilstrekkelig i inngrep med bolten av operatør-en .

Videre skal det forstås at den beskrevne mutter kan plasseres på en nedad eller horisontalt forløpende bolt uten påsetting av noen ytre radiell kraft mot denne, hvor fastholdelsen av segmentene i deres virksomme stillinger med den frigjørbare holdeinnretning sikrer første gjengeinngrep mellom mutteren og bolten uansett skruens orientering.

Tilveiebringelsen av en delt mutter innbefattende to sammenknyttede segmenter sikrer en kontinuerlig gjenge for mutteren.

Fig. 5 viser en alternativ brukssituasjon av den hurtigfestende mutter ifølge oppfinnelsen hvor mutteren benyttes i kombinasjon med en bolt 52 for å bevirke sammenfesting av to komponenter 54,56.

Nærmere bestemt innbefatter enheten, såvel som hurtigfest-ingsmutteren, en ringformet skive indikert generelt ved 58 hvis boring 60 er avsmalnet eller konisk for å passe med den konisk avkortede form av de nedre partier 6,8 på segmentene 2,4, idet skiven 58 er innsatt mellom mutteren og komponenten 54.

I bruk plasseres bolten 52 gjennom tilhørende boringer i komponentene 54,56 og skiven 58 plasseres på den del av bolten 52 som forløper over komponenten 54. Mutteren i sin operative tilstand blir deretter plassert over bolten 52 inntil de avsmalnende nedre områder av de nedre partier 6,8 ligger an mot de øvre områder av den avsmalnende boring 60 i skiven 58.

Segmentene 2,4 beveges til deres operative posisjoner som beskrevet med henvisning til fig. 4 for inngrep med gjengene på segmentene og bolten 52 og mutteren skrus ned bolten 52 inntil de avsmalnende flater på partiene 6,8 av segmentene 2,4 er sammenført med boringen 60 i skiven 58.

Sammenfesting av komponentene 54, 56 blir deretter utført ved å dreie bolten 52 i mutteren. Igjen, desto strammere skjøt desto mer positivt er gjengeinngrepet mellom mutteren og bolten eller skruen 52.

Skiven 58 kan være integrert formet med komponenten 54 eller komponenten 54 kan være utstyrt med en avsmalnende fordypning lik med boringen 60, i hvilket tilfelle skiven kan sees bort fra.

Den nøyaktige oppbygning av hurtigfestemutteren kan varieres fra den ovenfor beskrevne og illustrert i fig. 1 til 3. F.eks. kan føringstapper 14,16 monteres en på hver av segmentene 2,4 med frigjørbare holdeinnretninger 26,28 montert i det andre av segmentene 2,4 mens det kan være mer enn to segmenter, hvert med sin tilhørende styretapp eller tapper og holdeinnretninger.

Det skal også forstås at mutteren ifølge oppfinnelsen har mange bruksområder forskjellig fra de beskrevet og illustrert når mutter - og skrueenheter benyttes, og særlig når utstrekningen av bolten langs hvilken en konvensjonell mutter ville måtte bli skrudd, er forholdsvis utilgjengelig eller ligger inne i et ugjestmildt miljø, slik som under vann.

Claims (5)

1. Hurtigkoplingssystem omfattende en mutter med et antall innvendig gjengede, bueformede segmenter (2,4) som hvert innbefatter en konisk avkortet delflate (6,8), en bolt (44,52) for opptak av mutteren på denne, og en komponent (48,58) som avgrenser bolten (44,52) og har en konisk avkortet flate (50,60) som tilsvarer flatene (6,8) på segmentene (2,4), hvilket system videre omfatter, for hvert segmentpar (2,4) en eller flere styretapper (14,16) langs hvilke segmentene (2,4) er radielt glidbare i forhold til hverandre mellom uvirksomme stillinger forskjøvet radielt ut av konsentrisitet og virksomme stillinger hvor segmentene (2,4) er hovedsakelig konsentriske og mutteren oppviser en konisk avkortet flate, og frigjørbare innretninger (26,28) for å holde segmentene (2,4) i de operative stillinger, idet arrangementet er slik at, ved plassering av mutteren på bolten (44,52) kontakter den konisk avkortede flate (6,8) på mutteren den konisk avkortede flate (50,60) på komponenten (48,58) som avgrenser bolten (44,52), idet relativ aksiell bevegelse mellom mutteren og komponenten (48,58) presser segmentene (2,4) i mutteren radielt innad til positivt gjengeinngrep med bolten (44,52 ), karakterisert ved at minst en av styretappene (14,16) i hvert segmentpar (2,4) har en forsenkning (36), og den frigjørbare holdeinnretning (26,28) omfatter, for hver eller alle forsenkede styretapper (14,16), et lagerelement (30) elastisk spent mot den tilhørende styretapp (14,16) som opptas i forsenkningen (36) når segmentene (2,4) er i deres virksomme stillinger.

2. System ifølge krav 1,karakterisert ved at segmentene (2,4) er ettergivende presset inn i uvirksomme stillinger med spiralfjærer (22,24) som virker mellom tilstøtende segmenter.

3. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det innbefatter to segmenter (2,4), hvert av hovedsakelig halvsirkulaer form i tverrsnitt, og at et par styretapper (14,16) er anordnet en ved hver ende av diametrene til segmentene (2,4) og hver forløpende vinkelrett av diametrene.

4. System ifølge krav 3,karakterisert ved at hver av styretappene (14,16) er montert på og stikker frem fra et av segmentene (2,4), og at det andre segment (4,2) er anordnet med tilsvarende styrekanaler (18,20) og bærer de frigjørbare holdeinnretninger (26,28).

5. System ifølge krav 3,karakterisert ved at hvert segment (2,4) bærer en av styretappene (14,16) og er anordnet med en tilsvarende styrekanal (18,20) for den andre styretapp (16,14) og med frigjørbare holdeinnretninger (26,28) for samvirke med den andre styretapp (16,14).