CH682762A5 - Gewindeeinsatz zum Anbringen von Montagegewinden in tiefen Sacklochbohrungen. - Google Patents

Description

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CH 682 762 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gewindeeinsatz und eine Vorrichtung zum Anbringen von Montagegewinden speziell für Dehnungssensoren in Sacklochbohrungen, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.

Zum Messen von Dehnungen im Innern von Materialien sind Dehnungssensoren bekannt geworden, welche in den zu messenden Materialien vorgespannt werden, und dann positive und negative Dehnungen in ihrer axialen Richtung messen. Es kann sich dabei um resistive, induktive, kapazitive, piezoelektrische oder andere Dehnungssensoren handeln, welche sich zur Messung von Dehnungen in Materialien eignen würden.

Die Einbaubohrungen dieser Dehnungssensoren weisen in unmittelbarer Nähe des Bohrungsgrundes ein Montagegewinde auf. Dieses Montagegewinde dient zum Vorspannen des Dehnungssensors. Es handelt sich üblicherweise um ein Feingewinde. Das Herstellen dieser Gewinde in tiefen Bohrungen stellt fertigungstechnische Probleme. Die Bohrung und das Montagegewinde sind oft nicht wunschge-mäss ausgeführt. Eine Kontrolle der Bohrung und des Gewindes wie auch des Bohrungsgrundes ist mit vernünftigem Aufwand jedoch nicht durchführbar. Gerade die Ausführung des Bohrungsgrundes ist aber für zuverlässige Messungen von grosser Bedeutung, da Biegeeinflüsse, einseitige Beanspruchungen, Setzungen und Torsionsmomente beim Einschrauben die Dehnungssensordaten beinflus-sen.

Es kommt auch vor, dass die Gewindebohrerspitze abbricht und im Bohrungsgrund bleibt. Häufig wird dann die ganze Struktur unbrauchbar.

Ausserdem üben die Gewindegänge eine Kerbwirkung auf das umgebende Material aus. Bei wechselnder Belastung des Materials können deshalb Risse, verursacht durch die Gewindegänge, entstehen, welche zum Materialkollaps führen können.

Der erfindungsgemässe Gewindeeinsatz benötigt demgegenüber keine Gewindebohrung mehr und weist keinen der genannten Nachteile mehr auf. Es ist lediglich eine Sacklochbohrung erforderlich, in welche der Gewindeeinsatz verspannt wird. Ausserdem kann das Material des Montagegewindes so gewählt werden, dass es für die Anwendung optimal geeignet ist, also beispielsweise sehr hohe Wechselfestigkeit aufweist. Man ist somit nicht mehr auf das umgebende Material angewiesen.

Der erfindungsgemässe Gewindeeinsatz wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : Ein Querschnitt durch einen erfindungsge-mässen Gewindeeinsatz im Einbauzustand

Fig. 2: Den Einbauvorgang des Gewindeeinsatzes

Fig. 3: Eine Variante von Fig. 1

Fig. 4: Eine Einbauvariante des Gewindeeinsatzes

Fig. 5: Eine weitere Einbauvariante des Gewindeeinsatzes

Gemäss Fig. 1 besteht der Gewindeeinsatz aus dem aussen konisch ausgebildeten inneren Teil 1. Der äussere Teil 2 hat am Aussendurchmesser leichtes Untermass zum Bohrungsdurchmesser D. Das äussere Teil 2 kann nicht durchgehende Schütze 6 oder einen durchgehenden Schlitz aufweisen, welche das Vorspannen erleichtern.

Fig. 2 zeigt den Einbau des Gewindeeinsatzes. Dieser wird mittels des Montagerohres 4 in die Bohrung geführt, wobei die Gewindestange 3 den Gewindeeinsatz leicht an das Rohr drückt und somit zusammenhält. Der Gewindeeinsatz kann auch schon vorgängig etwas verspannt werden, um ein Auseinanderfallen zu verhindern. Eine Skalierung am Montagerohr 4 erlaubt das exakte Positionieren des Gewindeeinsatzes in der Bohrung. Der Feststellring 8 wird mit geeigneten Mitteln, beispielsweise einer Feststellschraube, in der gewünschten Position befestigt, um ein axiales Verschieben des Montagerohres zu vermeiden. Der innere Teil 1 wird nun durch Drehen an einer Gewindemutter 9 oder ähnlichem in das äussere Teil 2 gepresst, wobei die Gewindestange 3 mit geeigneten Mitteln am Drehen gehindert werden muss, beispielsweise mittels eines Quersplints 10. Die Vorspannung der Teile 1 und 2 kann je nach Materialkombination variiert werden. Nach erfolgtem Vorspannen wird die Gewindemutter 9 gelöst, die Gewindestange aus dem inneren Teil 1 gelöst und zusammen mit dem Montagerohr 4 aus der Bohrung gezogen.

Der nunmehr montierte und gebrauchsfertige Gewindeeinsatz kann dasselbe Gewinde wie die Gewindestange 3 aufweisen.

Fig. 3 zeigt eine Variante von Fig. 1. Dabei weist der innere Teil 1 am Aussenkonus eingedrehte Rillen 5 auf, welche wie Widerhaken eine zusätzliche Hemmungswirkung bringen. Dies ist vor allem dann sinnvoll, wenn der konische äussere Teil 2 aus einem weicheren Material als der innere Teil 1 besteht. Der äussere Teil 2 kann ebenfalls an der Aussenfläche, welche gegen die Bohrungswand gepresst wird, Rillen 7 aufweisen, welche zusätzliche Hemmungswirkung gegen axiales Kriechen bringen. Die Rillen 7 können mit geeigneten Mitteln gehärtet werden.

Fig. 4 zeigt eine Einbauvariante des erfindungs-gemässen Gewindeeinsatzes. Auf diese Art und Weise kann ein Dehnungssensor 11 in beliebiger Position innerhalb einer Bohrung gleichen Durchmessers montiert werden. Gewindeeinsatz 13 bildet den Anschlag für den Dehnungssensor 11 und Gewindeeinsatz 12 kann zum axialen Vorspannen des Dehnungssensors 11 mittels dem Montagenippel 14 verwendet werden. Das Dehnungssensorkabel 15 wird durch den Montagenippel 14 abgeführt. Der Dehnungssensor 11 muss in der Regel einen kleineren Durchmesser als das Montagegewinde im Gewindeeinsatz 12 aufweisen.

Fig. 5 zeigt, wie unter Anwendung der Einbauvariante gemäss Fig. 4, in Durchgangslöchern von Strukturen an zwei Stellen gleichzeitig innerhalb derselben Bohrung gemessen werden kann. Es sind dabei pro Dehnungssensor 16 je zwei Gewindeeinsätze 17 erforderlich. Dadurch wird eine Spannungsanalyse einer solchen Struktur ermöglicht.

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Die Erfindung ermöglicht somit die Dehnungsmessung in Materialien aller Art, ohne dass aufwendige, nicht kontrollierbare mechanische Vorkehrungen getroffen werden müssen, welche ausserdem nur unter grossen Schwierigkeiten herstellbar sind. Der industrielle Einsatz solcher Dehnungssensoren wird dadurch entschieden erleichtert, womit sich neue technische Möglichkeiten der Maschinen-und Prozessüberwachung eröffnen und neue steuerungstechnische Schritte ermöglicht werden.

Claims (4)

Patentansprüche

1. Gewindeeinsatz zum Anbringen in Sacklochbohrungen, welcher vorwiegend zum Vorspannen von Sensoren benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein inneres Teil (1) mit einem Gewinde aussen konisch geformt ist und sich gegen ein äusseres Teil (2), welches innen konisch ausgebildet und elastisch ist, presst, und somit gegen die Bohrungswand rutsch- und kriechfest verspannt ist.

2. Vorrichtung zum Einbau eines Gewindeeinsatzes nach Patentanspruch 1 ist derart ausgebildet, dass das innere Teil (1) mittels einer Gewindestange (3) und einem Rohr (4) durch Drehen an einer Gewindemutter (9) in das äussere Teil (2) gezogen und somit verspannt wird.

3. Gewindeeinsatz nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Teil (2) Rillen (7) aufweist, um axiales Kriechen in der Bohrung zu vermeiden.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Rohr (4) eine Skalierung angebracht ist, welche es erlaubt, mittels eines Stellringes (8) den Gewindeeinsatz in der Bohrung zu positionieren.

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