BE1007782A3

BE1007782A3 - Hulsbout, voorspanhulsbout met visuele indicator.

Info

Publication number: BE1007782A3
Application number: BE9301299A
Authority: BE
Original assignee: Derhaeg Erik
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1995-10-17

Abstract

Het boutprincipe blijft hetzelfde als bij de traditionele bouten, het moerprincipe wijzigt. De hulsboutmoer bestaat uit een boutkop met daarop een huls met inwendige schroefdraad. Moer en bout verbinden zich met schroefdraad over de gehele lengte van de bout i.p.v. over ongeveer éénmaal de boutdiameter. Deze langere schroefdraadverbinding kan grotere krachten overbrengen. Spanningen verdelen zich beter doorheen het materiaal. De voorspanhulsbout voegt een steeltje toe van kleinere diameter, in het verlengde van de uitwendige schroefdraad. Centraal van de moerboutkop komt een gaatje waarin het steeltje past. Bij samenstelling van de delen is de voorspanning visueel.

Description

Hulsbout - Voorspanhulsbout met visuele indicator.

De toepassing van de hulsbouten is mogelijk in diverse geboute verbindingen. Het levert geen enkel probleem

op om de hulsbout te gebruiken in elke verbinding waar men traditionele bouten vindt. In het domein van de voorspanbouten, waar grote krachten werkzaam zijn, is

de voorspanhulsbout met visuele indicator een duidelijk verbeterde versie. Algemeen kan men dus stellen dat zowel de hulsbout als de voorspanhulsbout met visuele indicator zich situeren op het vlak van de geboute verbindingen.

Volgens de pas vernieuwde Euronorm, EuroCode 3, ziet

de huidige stand van techniek er als volgt uit:

De sterkte van een verbinding wordt bepaald op basis van de respectievelijke sterkte van de verbindingsonderdelen, dus bijvoorbeeld bouten en moeren. (EC 3 par. 6.1.3.) De verbindingen kunnen berekend worden door de inwendige krachten zo rationeel mogelijk over de onderdelen te verdelen. (EC 3 par. 6.1.4.) Als een verbinding onderworpen wordt aan dwarskrachten en gelijktijdig schokken of belangrijke trillingen ondergaat, is men verplicht de bouten die gebruikt worden

te blokkeren. Bijvoorbeeld: voorspanbouten. Ofwel moet men een type van bouten voorzien dat elke beweging verhindert. Als het verschuiven in een verbinding niet mag optreden, omdat ze aan wisselende krachten wordt onderworpen (of om welke reden dan ook), is men verplicht voorspanbouten te gebruiken. Om in de verbinding geen verschuiving te laten optreden, kan men ofwel gecalibreerde bouten, ofwel supplementaire lasnaden voorzien. (EC 3 par. 6.3. en par. 6.5.3.) Formule voor glijweerstand (EC 3 par. 6.3.):

Formule voor afschuiving en trek gecombineerd (EC 3 par.6.5.8.4.): analoog.

Voor de berekening van de samengestelde elementen moet er een profielverzwakking ten gevolge van de boutgaten ingerekend worden (EC 3 par. 6.5.2.). En dit volgens:

Wat de fabricatie en montage i.v.m. geboute verbindingen betreft, zegt EC 3 par. 7.5.1.:

De gaten voor bouten kunnen geboord of gesponst worden. Uiteraard moet men rekening houden met de bijzondere specificaties -> nominale speling voor genormaliseerde gaten: M12 - M14 : 1 mm ; M16 - m24 : 2 mm

In het huidige marktaanbod vinden we ondermeer:
traditionele bouten en moeren in verscheidene maten en staalkwaliteiten ; verhoogde ("Franse") moeren waarbij er meer schroefdraad is voorzien en zodoende een grotere voorspanning kan bereikt worden. Om de voorspanning in bouten te kunnen meten, is er een Engelse methode, die door middel van een load indicating bold of washer een vervorming meetbaar maakt en waaruit de voorspanning afleidbaar is. Verder nog: de wringnekbout waarbij het aandraaimoment begrensd is door de wringsterkte van de nek ; de huckbout waarbij ook door het forceren van materiaal op het juiste moment voorspanning wordt aangebracht.

Al deze problemen en nadelen hebben specifieke problemen en nadelen, namelijk:

Traditionele bouten en moeren hebben gekende nadelen. Bij het verhogen van de voorspankracht gaat een moer zich aan de zijde van het materiaal openen, zodat de moer slechts verankerd blijft achter de laatste tanden van de schroefdraad. Een verbetering hierop is de moer met vaste rondelle. De vervorming vermindert hierdoor. Het nadeel van verhoogde moeren schuilt in het feit dat ze veel plaats innemen. En hoe hoger de moer, hoe beter de moer maar ook, hoe meer plaats ze inneemt. De Engelse methode is in de praktijk niet handig gebleken. De vervormingen zijn moeilijk te meten en er blijft een spleet tussen de boutkop en de "washer", waardoor vocht in de voeg kan komen. Een groot nadeel van de wringbout is dat men in half stijve constructies, waar onderlinge beïnvloeding in voorspankracht tussen de bouten optreedt, niet de mogelijkheid tot heraanspannen heeft.

Er is namelijk geen mogelijkheid om de ronde boutkop te beletten om eventueel mee te draaien. Eveneens bij de huckbout is de onderlinge beïnvloeding van de voorspanning gedurende het aanspannen niet te corrigeren. De huckbout kan ook niet gedemonteerd worden.

Aan deze onvolmaaktheden verhelpen de hulsbout en de voorspanhulsbout met visuele indicator. Het principe van de bout blijft hetzelfde als bij de traditionele bouten, maar het principe van de moer wordt gewijzigd.

met daarop een huls (zie figl (2)) met inwendige

geschroefd. In plaats van dat de moer slechts met de bout verbonden is over een lengte van ongeveer een- of tweemaal de boutdiameter, is bij de hulsboutmoer er schroefdraad voorzien over de gehele lengte van de bout. Wat de verankering betreft, gebeurt dit op de zelfde manier als bij de bout, er wordt immers een boutkop voorzien. De hulsboutmoer bestaat dus uit een huls met inwendige schroefdraad, uitlopend op een boutkop. De schroefdraadverbinding is veel langer en kan bijgevolg grotere krachten overbrengen. De spanningen zullen zich ook veel beter doorheen het materiaal verdelen. De speling die blijft bestaan tussen de hulsbout en het te verbinden materiaal kan minimaal zijn, wat op zich weer voordelen heeft. Er is onder andere minder slip mogelijk zodat trillingen beperkt blijven.

Het is moeilijk om met de huidige voorspansystemen te meten en te controleren of de nodige voorspanning aanwezig is. De voorspanhulsbout is hier de oplossing voor. We voorzien bij de bout van de huls-

diameter, in het verlengde van de uitwendige schroefdraad. We ontwerpen in het centrum van de moerboutkop
(de boutkop van de hulsboutmoer) een gaatje (zie fig2

(2)), waarin het steeltje van de aangepaste bout past. Wanneer deze twee delen nu in elkaar worden geschroefd, kan er gemakkelijk gezien worden of de bout zijn voorspanning heeft. Hiervoor moet eventueel eerst een bout op een andere, moeilijker, manier voorgespannen worden, en kan het gedeelte van het steeltje gemeten worden dat uit de moer steekt. De bouten die vervolgens bij dezelfde plaatdikte moeten gebruikt worden, kunnen dan voorzien worden van een steeltje dat maar net zolang is dat het juist zover in de moerkop steekt dat het oppervlak van de moer doorlopend wordt (m.a.w. het gaatje van de moer wordt juist opgevuld). Op dat moment is het duidelijk zichtbaar dat de bout op spanning is. De voorspanning is visueel voorgesteld. Bij de voorspanhulsbout is er zoals bij de gewone hulsbout meer schroefdraad om krachten over te dragen, zodat de voorspankracht kan toe nemen.

Als de voorspankracht toeneemt, kan er ook een hogere belasting worden opgevangen in de boutverbinding.

Vergelijken we nu de hulsbout en de voorspanhulsbout met de andere systemen. De traditionele moeren zullen bij overbelasting gaan open staan. Bij de nieuwe moer kan dat niet gebeuren want de moer drukt tegen de gatrand. Hierdoor wordt de schroefdraad niet vervormd en wordt de schroefdraad dus optimaal gebruikt. Dus :
langere schroefdraad en daardoor beter benut.

De nieuwe hulsboutmoer heeft meer schroefdraad

dan de hoge moeren en heeft minder plaats nodig.

Het nadeel bij enkele voorspansystemen wat betreft het niet meer kunnen corrigeren van de verbinding nadien, is hier niet aanwezig. De bout kan telkens opnieuw aangespannen worden. Een ander groot voordeel t.o.v. enkele andere voorspansystemen is dat deze verbinding wel demonteerbaar is. De speling is bij het nieuwe systeem minimaal. De hulsboutmoer kan eventueel met een kunststofhamer ingeklopt worden. Bij de vroegere bouten was er met dergelijke werkwijze gevaar voor beschadigingen van de schroefdraad. Het nieuwe systeem heeft hier geen last van omdat de buitenkant van de huls glad is. Om het inbrengen van de-nieuwe moer te vergemakkelijken kunnen er afschuiningen (zie figl (4) en fig2 (3)) voorzien worden aan het begin van de huls. Het is dan wel belangrijk om de gaten in de platen nauwkeurig tegenover elkaar te brengen.

De enige speling die er is, is afhankelijk van de passingsklasse tussen de inwendige en uitwendige schroefdraad. (fijn, middel en grof). De doorsnede van de boutsteel zal kleiner worden dan bij de traditionele bouten. Deze verkleining wordt ondervangen door de bijkomende sterkte van de moerhuls.

Eén van de toepassingen van de voorspanhulsbout is de verbinding van bijvoorbeeld drie metalen platen om een trekkracht over te brengen. De voorspanhulsboutmoer wordt doorheen een gat in de drie platen gestoken. Vervolgens schroeven we de bout hierop. Hoe steviger de bout wordt aangedraaid hoe harder de platen op elkaar gedrukt worden en des te groter is de op te vangen uitwendige kracht die op de boutverbinding kan werken. Het steeltje steekt nu met een bepaalde lengte uit de hulsboutmoer en dit komt overeen met een bepaalde voorspanning. Als we daarna het steeltje juist boven de moerkop afknippen of zagen, kunnen we bij het lossen van de bout de lengte van het steeltje meten.

De steeltjes van de volgende voorspanhulsbouten moeten voor de montage op maat gemaakt worden. Het is nu eenvoudig om de volgende bouten dezelfde voorspanning te geven door gewoon te kijken dat het steeltje juist niet door de hulsboutmoerkop steekt.

Claims

Conclusies

l.Het principe van de bout blijft hetzelfde als bij de traditionele bouten, maar het principe van de moer wordt gewijzigd. De hulsboutmoer bestaat uit een <EMI ID=11.1>
2. Het is moeilijk om met de huidige voorspansystemen te meten en te controleren of de nodige voorspanning aanwezig is. Bij de voorspanhulsbout voorzien we de bout van de hulsbout nog van een steeltje (zie fig2

<EMI ID=12.1>

uitwendige schroefdraad. We ontwerpen in het centrum van de moerboutkop (de boutkop van de hulsboutmoer)

een gaatje (zie fig2 (2)), waarin het steeltje van de aangepaste bout past. Wanneer deze twee delen nu in elkaar worden geschroefd kan er gemakkelijk gezien worden of de bout zijn voorspanning heeft. Hiervoor moet eventueel eerst een bout op een andere, moeilijker, manier voorgespannen worden, en kan het gedeelte van het steeltje gemeten worden dat uit de moer steekt. De bouten die vervolgens bij dezelfde plaat dikte moeten gebruikt worden, kunnen dan voorzien worden van een steeltje dat maar net zolang is dat het juist zover in de moerkop steekt dat het oppervlak van de moer doorlopend wordt (m.a.w. het gaatje van de moer wordt juist opgevuld). Op dat moment is het duidelijk zichtbaar dat de bout op spanning is. De voorspanning is visueel voorgesteld.

Bij de voorspanhulsbout is er zoals bij de gewone hulsbout meer schroefdraad om krachten over te dragen, zodat de voorspankracht kan toenemen. Als de voorspankracht toeneemt, kan er ook een hogere belasting worden opgevangen in de boutverbinding.

(2)) met inwendige schroefdraad (zie figl (3)). De bout wordt in de huls geschroefd. In plaats van dat de moer slechts met de bout verbonden is over een lengte van ongeveer een of tweemaal de boutdiameter, is bij de hulsboutmoer er schroefdraad voorzien over de

gehele lengte van de bout. Wat de verankering betreft, gebeurt dit op dezelfde manier als bij de bout, er wordt immers een boutkop voorzien. De hulsboutmoer bestaat dus uit een bus met inwendige schroefdraad, uitlopend op een boutkop. De schroefdraadverbinding is veel langer en kan bijgevolg grotere krachten overbrengen. De spanningen zullen zich ook veel beter doorheen het materiaal verdelen. De speling die blijft bestaan tussen de hulsbout en het te verbinden materiaal kan minimaal zijn, wat op zich weer voordelen heeft. Er is onder andere minder slip mogelijk zodat trillingen beperkt blijven.
3.Er bestaan veel mogelijkheden wat betreft de schroefdraad. Naast de algemeen voorkomende vormen is er bijvoorbeeld konische draad, die door één omwenteling volledig vastzit.

3.De uitvinding is toepasbaar in alle maten en verhoudingen. Ook kunnen beide soorten hulsbouten in allerlei materialen vervaardigd worden zoals bvb verschillende soorten metalen, kunststoffen ... enz. De bouten kunnen in diverse sterkteklassen gefabriceerd worden.

4.Wat het steeltje betreft, dat kan voorkomen in vele vormen, maten en kleuren. Eén van dergelijke mogelijkheden is dat het steeltje als naald wordt gebruikt en dat in de hulsboutmoer een verfblaasje zit. Bij het aandraaien wordt dan op een bepaald moment dat blaasje doorprikt zodat er een gekleurd vlekje zichtbaar is. Opmerking : als het steeltje bvb. een opvallende kleur krijgt, is het zelfs mogelijk vanop grotere afstand te controleren of de voorspanning er nog is. Dit maakt het ondermeer mogelijk dat een stelling eerder kan afgebroken worden. Ook na jaren is het mogelijk om met eenvoudige middelen en op een snelle wijze een controle te doen door te zien of het steeltje nog op zijn plaats zit. Immers, bij trillingen kan het gebeuren dat een bout loskomt.
4.De hulsboutkoppen zowel van de bout als van de moer kunnen in verschillende vormen en modellen voorkomen. Zelfs een inwendige zeskant behoort tot de mogelijkheden.

<EMI ID=13.1>

lijk te maken, kunnen er talrijke toestellen ontwikkeld worden. Deze kunnen gebaseerd zijn op allerlei fysische en technische eigenschappen. Hiermee worden electrische, electronische, electromagnetische e.d eigenschappen bedoeld.