Was ist ein Bolzenspanner?
Bolzenspanner sind hydraulische Werkzeuge, die zum Anziehen von Schrauben mittels Öldruck (Hydraulik) verwendet werden.
Beim Anziehen von Schrauben mit Bolzenspannern wird eine Zugkraft erzeugt, ohne dass ein Torsionsmoment auf die Schraube aufgebracht wird, wodurch die Materialfestigkeit der Schraube als Befestigungskraft maximiert wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Axialkraft direkt eingestellt werden kann (Axialkraftwertsteuerung), um die Schraube präzise anzuziehen.
Anwendungen von Bolzenspannern
Aufgrund ihrer Fähigkeit, Schrauben präzise anzuziehen, werden Bolzenspanner in der Fertigung und in industriellen Anwendungen eingesetzt, bei denen eine höhere Haltbarkeit großer Schrauben erforderlich ist. Beispiele hierfür sind riesige Generatoren (Propeller) für Offshore-Windturbinen und Fabriken in der chemischen Industrie, wo ein hochpräzises Anziehen der Schrauben und eine lange Lebensdauer erforderlich sind.
Darüber hinaus ist das hochpräzise und dauerhafte Anziehen von Schrauben durch Bolzenspanner auch für riesige Strukturen unerlässlich. Darüber hinaus benötigen Bolzenspanner beim Anziehen weniger Platz als herkömmliche Drehmomentschlüssel, so dass sie auch auf engem Raum, beispielsweise zwischen komplexen Strukturen, eingesetzt werden können.
Funktionsweise von Bolzenspannern
Die Funktionsweise von Bolzenspannern besteht darin, Schrauben mit Hilfe von Hydraulikdruck zu ziehen. Um das Prinzip von Bolzenspannern zu verstehen, muss man das Prinzip der Schraubenbefestigung kennen. Das Prinzip, dass ein Bolzen oder eine Schraube eine Befestigungskraft ausübt, beruht auf der Kraft, mit der der Bolzen oder die Schraube gezogen wird und aufgrund elastischer Kräfte in ihre ursprüngliche Länge zurückkehrt.
Um die Zugkraft zu erhalten, die nötig ist, um einen stabilen Bolzen, z. B. aus Stahl, zu verlängern, verwenden Bolzen eine schraubenförmige Form. Es ist das gleiche Prinzip wie beim Heben einer schweren Last auf eine bestimmte Höhe, die mit wenig Kraftaufwand angehoben werden kann, wenn sie nicht direkt angehoben, sondern auf einem Wagen getragen und mit Hilfe der Neigung des Wagens befördert wird.
Bei der Befestigung über die Schräge einer Schraube wirkt jedoch zusätzlich zur Spannung durch die Reibung an der Schräge ein Torsionsmoment auf die Schraube selbst. Wenn das Torsionsdrehmoment gleichzeitig mit der Spannung auf das Material einwirkt, kommt es zu einem Phänomen, bei dem das Material durch eine wiederbelebende Verformung bei einer geringeren Spannung gedehnt wird oder reißt, als wenn nur eine Spannung auf das Material ausgeübt wird.
Mit Bolzenspannern kann die Schraube gespannt werden, ohne dass ein Torsionsmoment auf sie einwirkt, wodurch die Festigkeit der Schraube maximiert wird.
Merkmale von Bolzenspannern
Das Befestigen von Schrauben mit Bolzenspannern hat folgende Vorteile:
1. Die Festigkeit der Schraube kann maximiert werden
Wie im Abschnitt über das Prinzip erläutert, wird die Schraube, wenn ein Torsionsdrehmoment auf sie einwirkt, durch plastische Verformung bei einer geringeren Spannung gedehnt oder gebrochen, als wenn sie nur auf Zug beansprucht wird. Es können nur geringere Schraubenkräfte als die Materialfestigkeit der Schraube erreicht werden.
Im Gegensatz dazu übt der Bolzenspanner kein Torsionsmoment auf die Schraube aus, so dass hohe Schraubenkräfte erreicht werden können.
2. Die Axialkraft kann genau bestimmt werden
Wenn eine Schraube oder ein Bolzen durch Drehen einer normalen Schraube oder eines normalen Bolzens befestigt wird, ist die von der Schraube erzeugte Befestigungskraft (Axialkraft) nicht bekannt. Ein alternatives Merkmal ist die Messung des Anzugsmoments, aber bei der Bestimmung der Axialkraft aus dem Anzugsmoment muss der Reibungskoeffizient der Gewinde- und Sitzfläche der Schraube bekannt sein.
Der Reibungskoeffizient ist ebenfalls schwer genau zu bestimmen, und es ist gängige Praxis, einen Ersatzwert zu verwenden. Besteht ein großer Unterschied zwischen dem Reibungskoeffizienten, der in der Berechnung als Ersatzwert verwendet wird, und dem tatsächlichen Reibungskoeffizienten, können Probleme auftreten, wie z. B. eine unzureichende Axialkraft oder der Bruch der Schraube während des Schraubvorgangs. Mit dem Bolzenspanner kann die auf die Schraube wirkende Axialkraft anhand des aufgebrachten hydraulischen Drucks genau bestimmt werden.
3. Die gleiche Axialkraft kann auf mehrere Schrauben ausgeübt werden
Da die Bolzenspanner mit Hydraulikdruck arbeiten, kann dieselbe Axialkraft auf mehrere Schrauben gleichzeitig ausgeübt werden, indem mehrere Bolzenspanner von einer einzigen Hydraulikdruckquelle gespeist werden.
Weitere Informationen zu Bolzenspannern
Wie man mit Bolzenspannern befestigt
Bei Bolzenspannern wird die Schraube zunächst mit einer Mutter angezogen, die normalerweise von Hand oder mit einem Drehmomentschlüssel angezogen wird.
Anschließend wird ein Hochdruckschlauch an der Seite des Bolzenspanners angebracht, um hydraulischen Druck aufzubringen, der gemäß der Umrechnungstabelle eingestellt werden kann. Die Druckeinstellung kann auch aus der anfänglich erforderlichen Zugkraft der Schraube und der wirksamen Querschnittsfläche umgerechnet werden.
Wenn bei angeschlossenem Hochdruckschlauch allmählich Druck aufgebracht wird, zieht der Hydraulikdruck den Bolzen nach oben und die aufgesetzte Mutter schwimmt. Durch Drehen dieser schwimmenden Mutter wird die Schraube mit mehreren Tonnen Kraft angezogen. Nach dem Drehen der Mutter wird der Hydraulikdruck entlastet und die Schraube angezogen.