CN1228142A - 用于标示负荷的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于紧固件紧过程和整个寿命过程中确定连续、可视的紧固负荷情况的改进的方法和装置。本发明提供适宜于构成并位于一紧固件的不可变形件(在某些情况下是多个)(15)，当一负荷施加到紧固件上时可放大紧固件的变形。根据本发明的一方面内容，一杆连接在一托架的内枢转点上。杆的一端靠于紧固件中的一支座上，而另一端起到一标示件的作用。当拧紧紧固件时，紧固件将伸长而使支座移离杆端。当支座移动时，杆转动而使标示端相对可视标尺移动，而该标尺是已被校准用以标示紧固力的。当紧固件失去张力时，紧固件将收缩，从而将杆转向其原来位置。该装置的组装和校准只要求简单地转动托架，其成本低。

Description

用于标示负荷的方法和装置

发明领域

本发明总的涉及一种有负荷标示的紧固件，尤其是涉及用于直观地表示一紧固件中的拉伸应力的装置和方法。

发明背景

紧固件广泛地应用于多种场合，诸如，电动机、铁路导轨、法兰组件、石油管线、地基、轧机、拉索、动力涡轮机和吊车及牵引机车上的螺栓。在许多应用情况下，一旦系统处于运行状态，要获得适当的紧固件紧固性(张力)并保持此紧固性即会很成问题。众所周知，在采用这些紧固件时，当力施加到紧固件的一部分上、例如螺栓或类似紧固件的的头部时，就有一负荷施加到紧固件上。当紧固件拧紧时，此负荷增加到一最大断裂点，亦即紧固件会断裂或其整体性会受到损坏。对于不同的应用情况，最佳负荷是已知的和/或是可获得的，但目前可行的方法和装置并不能充分可靠地确定和重复性良好地确定该负荷。

例如由于存在大量使用事故，包括：松驰(螺纹埋入)、振动松动、接头或法兰中的挤压变形、因温度变化的膨胀或收缩等，所以在交付使用时紧固件一般会经受张力损耗。由于在组件的其它部件上作用过高的负荷，所以这些情况所引起的张力损耗可使组件过早磨损、泄漏(在紧固件用于密封的情况下)或接头的严重损坏。在某些应用情况下，需要在一开始或一段时间内了解紧固件的负荷(紧固力)以避免松动的紧固件所造成的潜在的危险性后果，如滑动、磨损、泄漏和/可能的故障。在另外一些应用情况下，例如当有多个螺栓在一法兰周围起作用时，均匀地紧固这组螺栓是重要的。通过将一组螺栓或双头螺栓均匀地紧固到一适当负荷并且将此负荷保持一段时间，就可减少可能发生的故障。

所以，就需要一种装置和方法用以精确地紧固一紧固件并且确定现存的紧固负荷情况。由于目前的紧固件不能可靠地表示出紧固件中的张力情况，使用者必须使用麻烦的方法来检查各螺栓的紧固力，或者简单地将所有紧固件都再拧紧一遍而不管这种再拧紧是否需要。然而，紧固件的再扭转(例如拧紧)可由于摩擦、螺母状况的变化、扭矩值和类似因素而在紧固件系统中产生磨损和应力。而且，所施加的扭矩一般不能使螺栓受到超过紧固件弹性范围的应力，否则可使紧固件发生故障。

已知有多种负荷标示的紧固件，这些紧固件可分析和/或利用拧紧的紧固件拉伸率以确定现在的紧固负荷情况，这些紧固件在结构上明显不同，并且其所采用的方法和装置也明显不同。例如，对存在于紧固件中的应力(拉伸率)的分析可以利用机械、电子、光学机械、超声波和类似方法进行。请参见例如1987年6月30日授予Wallace的美国专利4,676,109、1995年2月14日授予Scott的美国专利5,388,463、1952年6月10日授予Stone的美国专利2,600,029，这些专利都揭示了包括不同电子测量装置的紧固件；1990年授予Kibblewhite的美国专利4,899,591揭示了一种超声波负标指示件；以及1989年4月25日授予Milecki的美国专利4,823,606揭示了一种用于传感负荷的薄膜传感器。

这些方法一般都不能由普通工人使用。例如，用于确定一紧固负荷的电子或超声波方法要求有受过训练的操作人员、昂贵的设备、各螺栓或双头螺栓的表面清洁以及其各自的预安装试验值的记录。受过训练的操作人员必须进行大量计算以获得紧固负荷，同时对于紧固件头部的变形进行补偿。而且，需要复杂电子器件的装置将会使系统的成本、维护成本提高并降低可靠性。另外，这些系统可能会受到撞击和其它外部情况的意外影响。

一些现有技术的装置包括参照平面或参照点，必须测量和分析与这些参照平面或参照点的相对位移。例如1984年1月31日授予Schoeps的美国专利4,428,240和1971年2月9日授予Reynolds的美国专利3,561,260。这些系统一般需要有熟练工人来使用复杂而专门的测量技术。而且，一般还不可能用肉眼当即观察一紧固件中的负荷。另外，参照平面一般露在外面，导致外力影响该系统。

其它一些现有技术的装置包括颜色标示件，通过标示件颜色的变化可表示出紧固件中的负荷变化。请见1976年10月26日授予Popenoe的美国专利3,987,668、1974年7月16日授予Liber的美国专利3,823,639以及1976年6月22日授予Johnson的美国专利3,964,299。这些标示件需要对颜色规定进行说明并且仅在负荷存在时才显示，它不能测出中间负荷程度或紧固件的部分松动。而且，由于大多数紧固件是在室外环境中使用的，阳光的变化也会影响观察者确定标示件的特定色彩的能力。

总之，本发明人已经发现机械机构可提供传感紧固件中负荷的最可靠装置。例如，1995年5月31日公布的属于Ceney的英国专利号GB2-265-954-B就揭示了带U形负荷传感应装置的负荷标示紧固件。该负荷传感应装置的第一端固定在紧固件上，而部件的末端部靠于紧固件中的一支座上。该负荷传感应装置的第二端通过将负荷标注在一标尺上而起到一标示件的作用。虽然此装置在某些应用情况下具有一定的实用性，然而过了一段时间之后，该装置就变得不精确了而丧失了校准性。已经发现在U形感应件的设计方案中此校准性的丧失是固有的，因为当元件连续受拉紧时，其校准特性自然地受影响。因而，在大量工作循环之后，U形部件需要更换。另外，温度也会影响此U形件的弯曲特性。同样，当试图使螺栓和U形件之间的线性膨胀系数相匹配时，一个限制是仅有极少量的材料有足够的弹性可用于此设计。较少量的撞击也会引起U形传感件的变形。U形件的底部与支座始终接触，故任何撞击都会传递到U形件底部并且将使U形件变形而使之丧失校准性。

还有其它的现有技术设计方案采用外部标示件。例如，Ceney的专利、英国专利GB-2-179-459-A就揭示了一种用于标示紧固件紧固力的外设机构。此系统包括一在紧固件的孔中的销，该销伸出紧固件的端部，当螺栓拉伸时，销将压力施加到与螺栓轴线垂直的榫钉杆上。从盖子上的窗口可看见通过一压缩弹簧而动作的杆。由于此系统的设计方案、杆的复杂结构以及标示件窗口的位置，该标示部件必须位于螺栓外部，由于空间限制这在一些应用情况下是不可能的。在可以采用这种结构的情况下，仪器元件必然对外力和损坏很敏感。当损坏时，不存在方便的方法来检验该装置是否仍然准确。

由于现有的装置和方法耗时、需要熟练工人、伸出于紧固件外、易受环境情况的影响、不可靠、不能够在高温下操作、需要昂贵的测量仪器，所以目前需要一种在紧固件拧紧时可标示出紧固件拉伸所产生的应力值的装置。因而，需要一种张力测量或标示装置，它简单、易于制造并且价格低。而且，还需要一种牢固的、基本内置并更可靠的系统，它不存在前述的弯曲和失准问题，并可在现场方便地证明其表示出精度(校准度)。

发明概述

本发明旨在解决多种长期以来已受关注但现有技术的装置和方法无法解决的问题。虽然本发明解决这些问题的方式将在下文中较详细地描述，但总体而言，本发明适当地构造并设置了一紧固件中的不可变形件(某些情况下是多个)用以在一负荷施加到紧固件上时放大紧固件的变形。

本发明提供一种用于紧固件拧紧过程中和整个寿命过程中确定连续、可视的紧固负荷情况的改进的方法和装置。根据本发明的一方面内容，一杆连接在一托架的内部枢转点上。杆的一端靠于紧固件中的一支座上，而另一端起到一标示件的作用。当紧固件拧紧时，紧固件将伸长而使支座移离杆端。当支座移动时，杆转动而使标示端相对可视标尺移动，而该标尺是已被校准用以标示紧固力的。当紧固件失去张力时，紧固件将收缩，从而使杆转向其原来位置。

根据本发明的另一方面内容，该装置的组装和校准只要求简单转动例如包括杆和支点的托架，其成本低。根据本发明的又一方面内容，设有一性能标示器，例如可以可视地确定装置的正常功能。为了避免恶劣情况下的磨损，装置可局部或完全脱出。为了证实不可变形件已适当校准，该装置可局部脱出并可在观察标示件运动时慢慢放回到操作位置。

附图的简述

以下将结合附图对本发明较佳实施例进行描述，其中，类似的标号表示类似部件：

图1a是未施加负荷的一紧固件实例；

图1b是施加负荷的一紧固件实例；

图1c是包括根据本发明第一实施例负荷标示组件的一紧固件一部分的剖示示意图；

图1d是施加负荷的图1c紧固件一部分的剖示示意图；

图2是根据本发明第二实施例紧固件的剖示示意图；

图3是根据本发明紧固件另一实施例的剖示示意图；

图4是根据本发明紧固件再一实施例的剖示示意图；

图5是根据本发明紧固件又一实施例的剖示示意图，示出了一紧固件和紧靠的不可变形件；

图6是根据本发明另一个方面的紧固件的示意图，其中负荷标示组件位于插入紧固件一孔中的托架中；

图7是图1c所示类型紧固件较佳部件的示意图，并且总负荷标示装置包含在一托架中；

图8是本发明另一实施例的剖示示意图，示出了一紧固件、不可变形件、一枢转点、一锁定装置和一托架；

图9是本发明又一实施例的剖示示意图，示出了一紧固件、不可变形件、一枢转点和一托架；

图10是根据本发明各方面内容可利用的一较佳托架示例表面的视图；

图11是根据本发明紧固件可利用的一示例托架的衬套/盖子部件；

图12是根据本发明而可利用的一示例紧固键；

图13是本发明另一实施例的横截面图；示出了一紧固件、不可变形件、一枢转点和一保持机构。

较佳实施例的详细描述

暂且参见图1a和1b，本技术领域中的熟练人员可认识到，当一力F施加于一紧固件5上时，紧固件5将出现延伸，该拉伸率与所施加的力(F)成正比。紧固件5的拉伸率遵循虎克定律，从而负荷直接与紧固件5的长度变化成正比。例如，在图1a中，在靠近螺栓头部的一点A和位于离开螺栓杆上的点A一段距离处的点B之间限定一初始距离l₀。参见图1b，当施加力F时，紧固件5被拉伸，这样点A和B之间的距离大于l₀、如上所述的点A和B之间的距离l。本技术领域中的普通技术人员可认识到，l-l₀=Δl，并且Δl与F成正比，F是施加到紧固件5上的力。

可以理解，Δl将根据所分析的紧固件5的给定段而变化。例如，在紧固件上部的拉伸率将与其下部、即螺纹部分不同。然而，在一给定区域中，在该区域内延伸百分率是基本不变的。如以下将更详细描述的，在本发明中，在紧固件上部的百分拉伸率，如图1a和1b所示，用于确定施加到紧固件的负荷。本发明还提供了在一紧固件、例如紧固件5的整个寿命过程中和拧紧过程中连续的、可视负荷情况。然而应当理解，不脱离本发明的范围，还可对某些情况下的紧固件的其它区域进行估算。

根据本发明各方面内容的一种装置和方法可提供紧固件5，该紧固件包括一基本上不可变形的部件，其它被恰当地置于紧固件5中用以在力施加到紧固件5上时将紧固件5的拉伸率加以放大，如图1d所示。紧固件5在附图中以螺栓为例；然而，紧固件5可包括任何类似的可相应于所施加的力延伸的固定装置。应当理解，任何一种紧固件，如双头螺栓、销、榫钉和/或类似紧固件都可结合应用本发明各方面内容，因此不应认为本发明紧固件仅限于举例的螺栓。

根据本发明的一个实施例，如图1c和1d所示，这种放大可通过使不可变形件15在紧固件5内部枢转而实现。根据本发明的另一个实施例，这种放大效果可通过不可变形件15的运动而基本在紧固件5内部的连续机械放大来实现。根据本发明的其它一些实施例，例如如图2-5所示，这些放大效果可通过不可变形件15在紧固件5内部枢转而实现，其中枢转的不可变形件15是直接或间接地固定到紧固件5上的。总之，根据本发明的各方面内容，当一紧固件拉伸时，可使一不可变形件运动。可以理解，在本文中，不可变形件一词并不意味着该部件确实不能变形，而是表明该部件在紧固件拉伸时基本上不变形。

虽然该不可变形件可以是任一种结构并适当定位用以实现此运动，但以下将对多种较佳实施例进行描述。

参见图2，该示意图示出了本发明的一个实施例剖示图，示出了紧固件5和不可变形件15。如图所示，紧固件5包括一细长的内孔4，其较佳地从紧固件5的顶部6伸到内底部点7。不可变形件15较佳地安装于孔4内部的一榫钉8上。一开槽段9与销钉2配合，当紧固件5拉伸时其可依次影响不可变形件15的运动。参见图3，图中示出了本发明另一个实施例剖示示意图，示出了紧固件5、不可变形件15和一锁孔3，在那儿不可变形件15的一部分可与锁孔3配合，从而使不可变形件15放大紧固件5的拉伸率。参见图4，图中示出了本发明的再一个实施例的剖示示意图，示出了紧固件5和铰链连接的不可变形件15、16。不可变形件15靠在紧固件5的内表面上，因而可使不可变形件15放大紧固件15的拉伸率。参见图5，图中示出了本发明又一个实施例的剖示图，示出了紧固件5、一弹簧40、不可变形件15和支轴17。不可变形件15靠于紧固件5的一内表面上，而支轴17可使不可变形件15平衡，从而可使不可变形件15放大紧固件15的拉伸率。

根据本发明的一个实施例，参见图6-9，特别是参见图6，紧固件5具有一可拆卸的、易于读出张力的标示托架11，该托架可连续地反映紧固负荷情况。虽然将在下文中更详细地描述确定紧固件紧固负荷情况的方法，但总体而言，参见图7所示，紧固件5的拉伸会使不可变形件15转动。根据本发明的各方面内容、用来标示紧固件5紧固负荷情况的装置的一个示例包括一不可变形件15、一榫钉27和一弹簧40。如下文将详细描述的，并暂且参见图1c和1d，当紧固件5拧紧时，紧固件5可将压力施加在基准杆30上，该杆可将压力施加于不可变形件15上，从而可使不可变形件15绕榫钉27转动，同时不可变形件15的第一端17可提供紧固件5中的紧固负荷的可视标示。

参见图7，不可变形件15的例子适当地包括任一种装置和其结构，它能够响应于紧固件5的拉伸并且可提供紧固件5中紧固负荷的可视标示。根据本发明的一个较佳实施例，不可变形件15包括一特定结构的不锈钢装置。不可变形件15的另一个实施例包括具有与紧固件5类似成份的材料以使不可变形件15和紧固件5具有相同的膨胀系数。相同膨胀系数对于高温环境所用的紧固件是极为重要的，以使当温度增加时装置均匀膨胀并保持精度。

继续参见图7，不可变形件15较佳地包括第一端17和第二端19，其中不可变形件15的宽度从第一端17向第二端19逐渐增加。第一端17适当地包括能够标示一特定值的任何装置。请暂且参见图6和7，根据本发明的一个较佳实施例，第一端17包括一在一点处终止并且当从托架11中退出时形成90度角的薄不锈钢片。第一端17指向显示件60上的百分负荷标记。显示件60包括一矩形槽66，它可使第一端17退出托架11并且使第一端17移过显示器60。

参见图7，第二端19适当地包括能够接受一个作用力并且使整个不可变形件15转动的表面。根据本发明的一个较佳实施例，第二端19的一部分包括一从第二端19伸出的第一弯曲延伸段21。第一延伸段21适当地包含一在第一延伸段21中定中心的开口28。在第二端19相反侧的与第一延伸段21相同的平面上，第二延伸段23适当地从第二端19伸出。然而，第二延伸段23最好比第一延伸段21伸出得少，因而可使第一延伸段21较佳地停留在数据杆30的中心开槽部分36中，而第二延伸段30较佳地停在数据杆30的上边缘38上。在第一延伸段21和第二延伸段23之间形成有一入口25。入口25可避免与数据杆30上边缘38接触，因而可防止数据杆30出现不必要的磨损。

继续参见图7，示例榫钉27适当地包括能够形成用于不可变形件15的一内枢转点的装置。根据本发明的一个较佳实施例，榫钉27为一不锈钢榫钉。在一较佳实施例中，榫钉27相应地容纳于不可变形件15的开口28中，而榫钉27的端部固定到托架11上。另外，榫钉适当地直接固定安装到紧固件5上。

继续参见图7，示例数据杆30适当地包括能够使不可变形件15转动并且为不可变形件15第二延伸段23提供一接触点的任何装置。在根据本发明的一个较佳实施例中，数据杆30包括一不锈钢榫钉，该榫钉具有第一端32和第二端34。第一端32较佳地包括由一上边缘38圆周地围绕的中心开槽部36。第二端34较佳地固定于紧固件5中的镗孔9的侧壁底部。将数据杆30的第二端34安装到紧固件5上最好通过压配完成。当施加一紧固负荷力时，该安装方式可使数据杆30精确地表示所要的紧固件5的延伸百分率。在另一实施例中，可在镗孔9底部中心直接钻出一预定尺寸的开口，从而可使紧固件5的镗孔9的多个部分复现上述的数据杆结构。紧固件5的数据杆30或成型镗孔9可以是任何一种适当的结构，它可精确地显示紧固件5的拉伸率并且使不可变形件15转动。实际上，对于许多实施例而言，尤其是图2,3,4,8和9的实例中，镗孔9底部的一数据杆或一开槽部分并不是都需要的。入口25还可使第二延伸段23与开口28处的枢转点成水平位置，因而可减少不可变形件15的横向运动并因而减少不可变形件15上的磨损。

继续参见图7，示例弹簧40适当地包括能够在不可变形件15上提供张力的任何装置。根据本发明的一较佳实施例，弹簧40为淬硬的不锈钢。弹簧40具有第一端42和一第二端44。第一端42固定到托架11上，或者直接固定到紧固件5上。第二端44靠在不可变形件15上并且在其上作用一力。此力可保持不可变形件15的第二延伸段23之间的接触以对数据杆30的上边缘38施加适当的压力，或者，在紧固件5的镗孔9底部施加压力。在一较佳实施例中，弹簧40仅是一复位弹簧并且不需要任何类型的校准。

参见图6，示例托架11适当地包括任何能够支撑榫钉27的装置，它使不可变形件15转动并且可安装于紧固件头部7中。在根据本发明的一个较佳实施例中，托架11为不锈钢片材。托架11包括其上固定有金属片材的两个平行四边形件的、带螺纹的圆形第一端50，以及用围绕着的不可变形件15。在另一实施例中，第一端50适当地包括一杆-槽结构或一弹簧负载连接，以替代一螺纹配合。不可变形件15的第一端17伸出托架11的第一端50，而第二延伸段23伸出托架11的第二端52。托架11的第二端52较佳地包括一矩形的金属片材件，其绕不可变形件15的第一延伸段21弯曲。在另一些实施例中，托架11可以是任何一种包含不可变形件15的结构，托架11可快速而方便地以可拆卸方式安装于紧固件头部7。

参见图10和11，在一较佳实施例中，可视显示器60较佳地固定在托架11的圆形第一端50内部，这样从紧固件5顶部可见显示器60。参见图11,O形环80较佳地装在托架11第一端50外部。O形环82较佳地嵌入托架11的第一端50内部，从而支撑透明的盖子84。透明盖84可为可视显示器60提供适当的保护。卡环86较佳地嵌入透明盖84上方托架11第一端50的内部以适当地将透明盖84固定安装在第一端50内部。

参见图10，示例显示器60上的百分标记是标示最大标准负荷以下的一个标准负荷。此百分率的任何比值可用于标示一标准负荷的百分值。示例标记“0％”标示紧固件5上的某个最小负荷。示例托架11的预定长度将充分响应于最大标准负荷以下的任何一个大致预定标准负荷(率)。因而，该比率将确定一“100％”标记66的位置。显示器60上的标记可以是任何一种标准负荷值标记，例如颜色、字母、记号和/或类似标记。

最好如图6,7和10所示，在将托架11装入紧固件5之前，弹簧40适当地对不可变形件15的第一端17施加作用力，以指向超过显示器60上的“100％”记号66的测量值。在将托架11插入紧固件头部7时进行托架11的校准，从而可使制造精确而简便。参见图7，当将托架11旋入紧固件头部55的内螺纹垫圈54中时，不可变形件15的第二延伸段23适当地挤压在数据杆30的上边缘38上，因而将第一端17移向显示器60上的“0％”记号67处。托架11最好在第一端17指在约“0％”记号67时校准，因而表明在未加载紧固件5中没有紧固负荷力。换言之，为了校准托架11，托架11被简单地旋入螺纹头部7，直至显示器60上的第一端17标示“0％”记号67。参见图12，还可由任何适当结构的固定键70进一步推动托架11的转动。固定键70较佳地的托架11的顶面相配合，从而使托架11作杠杆式转动。

参见图10，显示器60上的增量记号可适当地使托架11作中间校准标示。将托架11适当地配合在紧固件5中的多个低位就可验证不可变形件15相对显示器60的位置。例如，用25％记号68a、50％记号68b、75％记号68c或者可表示任何所需的负荷情况。表示张力(预加载)情况，将托架11方便地插入紧固件5可提高大批量生产紧固件5的效率，从而降低生产成本。而且，在将紧固件5头部7旋入之后，整个托架11较佳地与紧固件5头部7齐平。内置的托架11可使外力对接触紧固件5的损坏可能性减少，并且可使一装置用于由于空间有限而不能使用外置系统的情况下。

托架11的某些部件在恶劣情况下、如振动和撞击过程中会受到磨损或变形。参见图6，可方便地将托架11转入紧固件5的性能可使托架11通过其局部逆时针旋转而恰当地脱出。托架11的脱出最好要避免第二延伸段23和数据杆30的上边缘38之间的接触，从而防止在恶劣条件下的一段时间内第二延伸段23上的过度磨损，并且防止第二延伸段23(传感部件)直接受到撞击的影响。参见图10，托架11表面上的示例显示器60较佳地指出脱出托架11所需的适当转动角度。“ON(开)”记号62较佳地表示不可变形件15与数据杆30接触并处在测量紧固件5的拉伸率的位置，或者由镗孔9的底面替代，而“OFF(关)”记号64较佳地表示不可变形件15不与数据杆30接触，或者由镗孔9底面替代。例如，校准、抗冲击和耐磨损特性可用于上述的Ceney(1995年5月31日公布的英国专利号2-265-954-B)装置或其它类似的负荷传感装置。

继续参见图10，缓冲器72较佳地挨着显示器60上的“ON(开)”记号伸出。缓冲器72可防止固定键72(如图12所示)使托架11过度转动而超过“ON”记号62的位置，否则会损坏不可变形件15。另外，即使数据杆30或第二延伸段23的上边缘38被磨损时，托架11的校准精度基本上不会改变而仅仅“ON”记号62和“OFF”记号64的相对位置略有改变。

作为使不可变形件15脱出的一个实施例，参见图13，一保持机构125可限制不可变形件15，使不可变形件15基本上不与镗孔9基部接触(或者，基本上避免与一数据杆的边缘接触)。例如，这些抗冲击和耐磨损特点可用于上述Ceney(1995年5月31日公布的英国专利号GB-2-265-954-B)装置或其它类似的负荷传感装置。

托架11也可适当地超出“OFF”记号64并且在紧固件5经历极端温度或其他情况(例如，发电机和鼓风机的热辐射、发动机运行温度、火等)之前，暂时完全从紧固件5上拆除。当极端情况停止时，托架11可方便地再转回到紧固件5中并且再校准。

参见图6，托架11可安装于所有普通级的紧固件中，包括不锈钢和特殊的合金。只要镗孔9的钻孔截面大于最小的应力面积(在螺栓中一般是螺纹的根部)，托架11将不会减少紧固件5的标准负荷容量。紧固件10在最小横截面处为强度最弱的，故尽管它有一个镗孔9，该孔并不致减弱其强度。另外，不可变形件15和弹簧40的结构和布置可为镗孔9提供刚度。通过设置刚性托架11，可避免现有技术的标记弯曲以及所此所引起的失准问题。

如前所述讨论的，最好如图1和7所示，当拧紧包括有托架11的紧固件5时，紧固件5可经受紧固负荷应力并根据虎克定律延伸。紧固件5的拉伸率可将压力施加于数据杆30上。数据杆30的上边缘38因此可将已减小的压力施加在不可变形件15的第二延伸段23上，从而将第一端17移向显示器60上的“100％”记号66。当拧松紧固件5时，紧固件5的紧固负荷应力减少并且长度缩短。紧固件5的缩短可增加作用于数据杆30上的压力。数据杆30的上边缘38因此可增加作用于不可变形件15第二延伸段23上的压力，从而将第一端17移向显示器60上的“0％”记号67。

作为一个实施例，托架11可安装到一气压拧紧工具上，从而可在过度拧紧之前自动关闭气阀。托架11还可用电气方式安装到一遥控传感器上以自动地监测大量紧固件5的紧固负荷情况。

根据本发明的再一个实施例，在图8中示出了带有一内枢转点96的紧固件系统90。根据此实施例，一杆92适当地位于紧固件100中的一腔室94中。如图所示，当紧固件100伸长时，锁定入口98可使杆92绕一点96枢转。

根据本发明的又一个实施例，在图9中示出了带有一内枢转点108的紧固件系统104。根据此实施例，一杆110适当地位于紧固件106中的一腔室112中。杆110由弹簧114、116保持在一固定位置上。如图所示，当紧固件106伸长时，杆110可绕一点108枢转。

显然，对于本技术领域中的熟练人员而言，对本发明较佳实施例的上述详细描述代表了在本发明精神和范围内用于标示一紧固负荷的装置和方法。而且，本技术领域中的熟练人员将可认识到，在不脱离本发明的精神实质和范围情况下还可以作出多种变化和改进。例如，弹簧40可以是任何一种能够对不可变形件15提供反弹力的结构。本技术领域中熟练人员还可认识到，本发明并不只限于图中所示的情况，还可以是所附权利要求书范围内的任何一种形式或类型。为此，本发明的范围应以所附权利要求书来确定。

Claims (20)

1．一种用于显示当前紧固负荷情况的装置，所述装置包括一能够响应于紧固件的应力并且标示紧固负荷的不可变形件，所述不可变形件具有一内枢转点。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置的材料的热膨胀系数与所述紧固件相同。

3．如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一用于支撑所述内枢转点的托架，从而可使所述不可变形件转动。

4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述托架具有一机构以将所述装置嵌入所述紧固件中。

5．如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述托架具有一机构可使所述装置从所述紧固件中脱出。

6．如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述托架具有一机构可使所述装置局部地嵌入到所述紧固件中。

7．如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述托架具有一机构以使所述装置局部地从所述紧固件中脱出。

8．如权利要求1所述的装置，其特征在于，一显示器用于标示为消除所述不可变形件与所述紧固件接触所需的所述托架的转动角度。

9．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置完全包含在所述紧固件中。

10．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置与一气动工具连通。

11．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置与一遥控传感器连接。

12．一种显示当前紧固负荷情况的方法，包括提供一种能够响应于一紧固件的应力的不可变形件的步骤，所述不可变形件具有一内枢转点以使所述不可变形件转动，所述不可变形件具有一第一端和一第二端。

13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述提供一内枢转点的步骤包括提供一托架以支撑所述内枢转点，其中所述托架完全包含在所述紧固件中。

14．如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括使所述不可变形件与一气动工具连通的步骤。

15．如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括使所述不可变形件与一遥控传感器连通的步骤。

16．一种显示当前紧固负荷情况的方法，包括：

提供一负荷标示装置，所述负荷标示装置能够响应于一紧固件的应力并且嵌入到所述紧固件中；

使所述负荷标示装置从所述紧固件上脱离，从而避免损坏所述负荷标示装置。

17．如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括使所述负荷标示装置配嵌入所述紧固件中的步骤。

18．如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括使所述负荷标法装置从所述紧固件中脱出的步骤。

19．如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括使所述装置局部地嵌入到所述紧固件中步骤。

20．如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括校准所述负荷标示装置的步骤，所述校准步骤包括将所述负荷标示装置嵌入到多个降低的位置上，从而证实所述负荷标示装置与所述显示器的相对位置。

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