DE102004033011A1

DE102004033011A1 - Fastener e.g. screw joint, testing device for internal combustion engine, has heat shield located in gap formed between holder and unit, where shield is divided centrically in order to allow movement of parts of holder against each other

Info

Publication number: DE102004033011A1
Application number: DE200410033011
Authority: DE
Inventors: Axel Hunsche
Original assignee: TEST GmbH
Current assignee: TEST GmbH
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-02-02

Abstract

The device has a holder (2) and a sensor unit (3) mounted around the holder, where the temperature of the holder is provided in advance. The holder has receptacles for a fastener which is to be tested. A gap (4) is formed between the holder and the unit, and a heat shield (5) is located in the gap. The shield is divided centrically in order to allow the movement of parts of the holder against each other. An independent claim is also included for a method for testing a fastener e.g. screw joint.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Prüfung eines Befestigungsmittels oder einer Befestigung, insbesondere zur Durchführung von Verschraubungsversuchen, welche eine Haltevorrichtung und eine zumindest teilweise um die Haltevorrichtung angeordnete und mit dieser verbundene Sensoreinrichtung aufweist.The The invention relates to a device and a method for testing a Fastener or attachment, in particular for the implementation of Verschraubungsversuchen which a holding device and at least one partially disposed about the holding device and connected thereto Having sensor device.

Es ist bekannt, mit hochempfindlichen Prüfverfahren die Verankerungseigenschaften eines Befestigungsmittels unter Beanspruchung bei Raumtemperatur zu bestimmen. Die Beurteilung einer Schraubverbindung beispielsweise erfordert eine reproduzierbare Montage mit Erfassung der montagerelevanten Kenngrößen unter Einhaltung festgelegter Einschraubparameter- sowie gegebenenfalls ein späteres Lösen ebenfalls unter Erfassung relevanter Kenngrößen. Hierzu wird beispielsweise ein Drehzahl geregelter Prüfstand verwendet, mit dem die Kenngrößen Drehmoment, Drehwinkel, Vorspannkraft und Einschraubweg ausgewertet werden können. Mittels einer rechnergesteuerten Versuchsführung können sowohl eine Durchführung von Einschraubversuchen mit unterschiedlichen Anziehverfahren als auch Überdreh- und Mehrfachmontageversuche durchgeführt werden. Zur Messung der komplexen Beanspruchungen sind unterschiedliche Kraftmessdosen bekannt, die zwischen den Klemmbereich der zu untersuchenden Schraube gesetzt werden.It is known, with highly sensitive test methods anchoring properties a fastener under stress at room temperature to determine. The assessment of a screw, for example requires a reproducible assembly with detection of the assembly-relevant Characteristics under Compliance with specified Einschraubparameter- and possibly a later one Solve too under acquisition of relevant parameters. This is for example a speed controlled test bench used, with which the parameters torque, Rotation angle, preload and Einschraubweg can be evaluated. through A computer-controlled test procedure can be both an implementation of Screwing tests with different tightening methods as well as overwinding and multiple assembly tests are performed. To measure the complex Demands are known different load cells, the be placed between the clamping area of the screw to be examined.

Bei Belastungsversuchen werden Verschraubungsversuche zweckmäßigerweise in einem klimatisierten Prüflabor mit einem definierten Normalklima mit einer Universalprüfmaschine durchgeführt.at Loading tests are expediently fitting attempts in an air-conditioned test laboratory with a defined normal climate with a universal testing machine carried out.

Von besonderer Bedeutung sind Verschraubungsversuche unter verschiedenen klimatischen Bedingungen. Hierbei ist die Temperaturabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften einer Befestigung bzw. eines Befestigungsmittels von besonderer Bedeutung. Im Stand der Technik ist bekannt, die statischen Befestigungseigenschaften einer Verschraubung bei einer vorgegebenen Temperatur zu messen, indem die Prüfmaschine, mit der die relevanten Parameter der Verschraubung erfasst werden, vollständig in eine entsprechend klimatisierte Umgebung gebracht wird.From Of particular importance are Verschraubungsversuche under different climatic conditions. Here, the temperature dependence of mechanical properties of a fastening or a fastener really important. It is known in the art that static fastening properties of a screw in a predetermined temperature to be measured by the testing machine, with the relevant parameters The screwing are recorded completely in a correspondingly air-conditioned Environment is brought.

Nachteilig bei bekannten Prüfvorrichtungen und Prüfverfahren ist, dass die Prüflinge mitsamt den Messköpfen der erhöhten Temperatur in einer Temperaturkammer ausgesetzt sind, welches einen deutlich erhöhten Aufwand für die thermische Kompensation der Messköpfe bedeutet. Darüberhinaus erschwert ein simultanes Ändern der Temperatur der Messköpfe und des Prüflings die Kalibrierung der Messköpfe erheblich. Durch Einbringen sowohl des Prüflings als auch der Messköpfe in die Temperaturkammer werden sowohl der Prüfling als auch die Messköpfe von den veränderten klimatischen Bedingungen beeinflusst, wodurch eine Rückführung der veränderten Verschraubungsparameter allein auf eine veränderte Temperatur des Prüflings unmöglich wird, so dass nur eine vergleichsweise geringe Messgenauigkeit erzielt werden kann.adversely in known test devices and test methods is that the examinees together with the measuring heads the heightened Temperature are exposed in a temperature chamber, which is a significantly increased Effort for means the thermal compensation of the measuring heads. Furthermore makes a simultaneous change difficult the temperature of the measuring heads and the examinee the calibration of the measuring heads considerably. By inserting both the test piece and the measuring heads in the Temperature chamber, both the specimen and the measuring heads of the changed one influenced climatic conditions, causing a return of the changed Screwing parameters alone becomes impossible on a changed temperature of the specimen, so that only a comparatively low measurement accuracy is achieved can be.

Bei der Untersuchung z. B. von Schraubverbindugen für erhöhte Temperatur, insbesondere für Anwendungsfälle in oder in der Nähe von einem Verbrennungsmotor, erfolgt typischerweise die Montage der Schraubverbindung bei Umgebungstemperatur, beispielsweise 20°C, aber es muss auch sichergestellt werden, dass die Verbindung bei höherer Temperatur, typischerweise bis zu 150°C, die gewünschten Eigenschaften hat. Dazu wird bevorzugt die Verbindung bei erhöhter Temperatur wieder gelöst, wobei die relevanten Kenngrößen ermittelt werden.at the investigation z. B. Schraubverbindugen for elevated temperature, in particular for use cases in or near from an internal combustion engine, typically the assembly of the Screw at ambient temperature, for example 20 ° C, but it It must also be ensured that the connection is at a higher temperature, typically up to 150 ° C, the desired Has properties. For this purpose, the compound is preferably at elevated temperature solved again, where the relevant parameters are determined become.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Prüfung eines Befestigungsmittels, insbesondere zur Durchführung von Verschraubungsversuchen, anzugeben, mit denen die Eigenschaften einer Befestigung, insbesondere einer Schraubverbindung, auf einfache Weise bei verschiedenen Temperaturen des Befestigungsmittels mit hoher Genauigkeit bestimmt werden können.It is therefore an object of the present invention, a device and a method of testing a fastening means, in particular for the implementation of Bolting tests, specify with which the properties a fastening, in particular a screw connection, to simple At different temperatures of the fastener with high accuracy can be determined.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung und das Verfahren wie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen, die jeweils einzeln angewandt oder beliebig miteinander kombiniert werden können, sind Gegenstand der jeweilig abhängigen Ansprüche.These Task is solved by the apparatus and method as indicated in the independent claims. Advantageous embodiments, each applied individually or can be combined with each other, are the subject of the respective dependent Claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prüfung eines Befestigungsmittels, insbesondere zur Durchführung von Verschraubungsversuchen, umfasst eine Haltevorrichtung und eine zumindest teilweise um die Haltevorrichtung angeordnete und mit dieser verbundene Sensoreinrichtung, wobei zwischen der Haltevorrichtung und der Sensoreinrichtung ein Zwischenraum gebildet wird, wobei in dem Zwischenraum ein Wärmeschild angeordnet ist.The inventive device for testing a fastening means, in particular for the implementation of Verschraubungsversuchen, includes a holding device and a at least partially arranged around the holding device and with this connected sensor device, wherein between the holding device and the sensor device, a gap is formed, wherein in the space a heat shield is arranged.

Mit der Vorrichtung können je nach Ausgestaltung der verwendeten Sensoreinrichtung Belastungsversuche bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden. Hierzu wird das Befestigungsmittel bei einer gewünschten Versuchstemperatur mit Hilfe einer Haltevorrichtung mechanisch belastet und die Wirkung der Belastung gemessen. Ein typischer Anwendungsfall ist die Prüfung einer Schraubverbindung durch Anziehen bei Umgebungstemperatur und Lösen der Verbindung bei höherer Temperatur, jedoch eignet sich der grundsätzliche Aufbau der Vorrichtung auch für die Durchführung von anderen statischen oder dynamischen Untersuchungen an Befestigungselementen.Depending on the configuration of the sensor device used, load testing at different temperatures can be carried out with the device. For this purpose, the fastener is mechanically loaded at a desired test temperature by means of a holding device and measured the effect of the load. A typical application is the testing of a screw connection By tightening at ambient temperature and dissolving the connection at a higher temperature, however, the basic structure of the device is also suitable for carrying out other static or dynamic tests on fasteners.

Mit Hilfe der Haltevorrichtung wird die Befestigung bzw. das Befestigungsmittel einer Kraft und/oder einem Drehmoment, insbesondere einer Andrehbelastung und/oder einer Zugspannung, ausgesetzt. Mit Hilfe der Sensoreinrichtung wird eine Kraft bzw. ein Drehmoment und/oder ein Weg bzw. ein Winkel, insbesondere eine Andreh-/Torsions- und/oder Zugkraft. Mit der Vorrichtung lassen sich Andrehversuche, insbesondere Andrehprüfungen, durchführen, mit denen die mechanischen Eigenschaften insbesondere einer Schraube auch hinsichtlich Torsion ermittelt werden.With Help the fixture is the attachment or the fastener a force and / or torque, in particular an Andrehbelastung and / or tensile stress. With the help of the sensor device is a force or a torque and / or a path or an angle, in particular a cranking / torsion and / or pulling force. With the device Can be turned, especially Andrehprüfungen perform, with which the mechanical properties of a particular screw also with regard to torsion.

Mit Hilfe des Wärmeschildes, welches in einem Zwischenraum zwischen der Haltevorrichtung und der Sensoreinrichtung angeordnet ist, wird eine thermische Kopplung zwischen dem Befestigungsmittel bzw. der Haltevorrichtung einerseits und der Sensoreinrichtung andererseits, insbesondere ein Wärmetransport durch Wärmeleitung oder Konvektion, reduziert. Das Wärmeschild weist vorzugsweise einen geringen Wärmewiderstand auf, so dass der Wärmetransfer zwischen dem Befestigungsmittel bzw. der Haltevorrichtung und der Sensoreinrichtung effektiv und effizient reduziert wird.With Help of the heat shield, which in a space between the holding device and the sensor device is arranged, a thermal coupling between the fastening means or the holding device on the one hand and the sensor device on the other hand, in particular a heat transfer by heat conduction or convection, reduced. The heat shield preferably has one low thermal resistance on, allowing the heat transfer between the fastening means or the holding device and the Sensor device is effectively and efficiently reduced.

Vorteilhafterweise weist das Wärmeschild eine Temperatur auf, die einer für die Sensoreinrichtung geeigneten Referenztemperatur, für die die Sensoreinrichtung hinsichtlich ihrer Eigenschaften kalibriert ist, entspricht.advantageously, has the heat shield one Temperature on, one for the sensor device suitable reference temperature for which the Sensor device is calibrated in terms of their properties, equivalent.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Haltevorrichtung eine erste und eine zweite Aufnahme für ein zu untersuchendes mechanisches Befestigungsmittel oder für eine zu untersuchende Befestigung, insbesondere für eine Schraube mit oder ohne Mutter. Das Prinzip der Abschirmung von Sensoren durch einen Wärmeschild kann natürlich auf andere Testeinrichtungen für im Stand der Technik bekannte Befestigungsmittel sowie Befestigungen übertragen werden.In In an advantageous embodiment, the holding device has a first and a second recording for a mechanical fastener to be examined or for a examining attachment, in particular for a screw with or without a nut. The principle of shielding sensors with a heat shield can of course to other test facilities for In the prior art known fasteners and fasteners are transmitted.

Vorteilhafterweise ist eine Temperatur an wenigstens einer Stelle der Haltevorrichtung, insbesondere an wenigstens einer der beiden. Aufnahmen, vorzugsweise mit einer Heizung, vorgebbar. Durch diese Vorgabe wird die Temperatur der Befestigung bzw. des Befestigungsmittels mittelbar vorgegeben. Üblicherweise interessieren insbesondere gegenüber der normalen Raumtemperatur erhöhte Temperaturen (z.B. typische Temperaturen für Verschraubungen in oder in der Nähe von einem Verbrennungsmotor), insbesondere bei metallischen Befestigungsmitteln bzw. Befestigungen bis 1000°C, vorzugsweise bis 300°C, besonders bevorzugt zwischen bis 150°C. Derartige Temperaturen können mit einer Heizung vorgegeben werden. Für besondere Anwendungsfälle sind auch Temperaturen kälter als Raumtemperatur von Relevanz, insbesondere für Temperaturen weniger als 200 Kelvin, vorzugsweise weniger als 130 Kelvin, besonders bevorzugt weniger als 80 Kelvin, so dass eine Kühlung erforderlich ist.advantageously, is a temperature at at least one location of the holding device, in particular at least one of the two. Recordings, preferably with a heater, specifiable. This default will set the temperature the attachment or the fastener specified indirectly. Usually especially interested in increased to normal room temperature Temperatures (e.g., typical temperatures for bolting in or into nearby from an internal combustion engine), especially in metallic fasteners or fixings up to 1000 ° C, preferably up to 300 ° C, more preferably between 150 ° C. Such temperatures can with a heater can be specified. For special applications are also temperatures colder as room temperature of relevance, especially for temperatures less than 200 Kelvin, preferably less than 130 Kelvin, more preferably less than 80 Kelvin, so cooling is required.

Für die Durchführung typischer Verschraubungsversuche, bei denen eine Schraubverbindung bei Raumtemperatur angezogen und bei z.B. 150°C wieder gelöst wird, ist es auch interessant, wie schnell eine Temperaturänderung an der Testvorrichtung durchgeführt werden kann. Bevorzugt sollte die Heizung so ausgelegt sein, dass sie eine Temperaturänderungsgeschwindigkeit von 5 bis 10°C/min an der Verbindung bewirken kann. Damit können Untersuchungszyklen in ca. 10 bis 15 min durchgeführt werden.For the implementation of typical Fastening tests in which a screw connection at room temperature attracted and at e.g. 150 ° C again solved it is also interesting how fast a temperature change performed on the test device can be. Preferably, the heater should be designed so that a temperature change rate from 5 to 10 ° C / min can effect on the connection. This allows examination cycles in be carried out for about 10 to 15 minutes.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Temperatur an zwei Stellen der Zugvorrichtung, insbesondere an der ersten und der zweiten Aufnahme vorgebbar, vorzugsweise mittels zweier Heizungen. Hierdurch kann ein Temperaturgradient, entlang oder quer zur Befestigung bzw. quer zum Befestigungsmittel vorgegeben bzw. vermieden werden. Die Möglichkeit einer Vorgabe der Temperatur an zwei Stellen erlaubt somit u.a., die durch einen Temperaturgradienten induzierten Verspannungen an einer Befestigung bzw. an einem Befestigungsmittel zu untersuchen.In A particular embodiment of the invention is a temperature at two points of the traction device, in particular at the first and The second recording predetermined, preferably by means of two heaters. As a result, a temperature gradient, along or across the attachment or be prescribed or avoided transversely to the fastening means. The possibility a specification of the temperature in two places thus allows u.a. the induced by a temperature gradient tensions a fastener or to examine a fastener.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Temperatur an zwei Stellen der Haltevorrichtung, insbesondere an der ersten und der zweiten Aufnahme vorgebbar, vorzugsweise mittels zweier Heizung vorgebbar. Hierdurch kann ein Temperaturgradient entlang oder quer zur Befestigung bzw. quer zum Befestigungsmittel vorgegeben bzw. vermieden werden. Die Möglichkeit einer Vorgabe einer Temperatur an zwei Stellen erlaubt somit u.a., die durch einen Temperaturgradienten induzierten Verspannungen an einer Befestigung bzw. an einem Befestigungsmittel zu untersuchen.In A particular embodiment of the invention is a temperature in two places of the holding device, in particular on the first and the second recording predetermined, preferably by means of two Heating specified. This allows a temperature gradient along or predetermined transversely to the attachment or transversely to the fastening means or avoided. The possibility a specification of a temperature in two places thus allows u.a. the induced by a temperature gradient tensions a fastener or to examine a fastener.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Temperatur des Wärmeschildes, insbesondere mittels einer Kühlung, vorgebbar. Der Wärmeschild dient somit als Wärmesenke und schirmt die Sensorvorrichtung vor Wärmeeinflüssen der Haltevorrichtung und/oder Befestigung bzw. Befestigungsmittel ab.In a further embodiment of the invention is a temperature of Heat shield, in particular by means of cooling, predetermined. The heat shield thus serves as a heat sink and shields the sensor device from the heat of the holding device and / or Attachment or fastener from.

Vorteilhafterweise ist die Temperatur regelbar. Durch Regelung der Temperatur bzw. des Temperaturgradienten an der Befestigung bzw. an dem Befestigungsmittel und/oder durch Regelung der Temperatur des Wärmeschildes werden definierte Versuchsbedingungen geschaffen, die ein hohes Auflösungsvermögen der Verschraubungsversuche für unterschiedliche thermische Belastungen der Befestigung bzw. des Befestigungsmittels erlauben. Mit Hilfe einer Temperaturregelung, die entsprechende Wärmesenken bzw. Wärmequellen und Temperatursensoren erfordert, kann ein Temperaturprofil präzise vorgegeben werden.Advantageously, the temperature is adjustable. By controlling the temperature or the temperature gradient at the attachment or on the Fastening means and / or by controlling the temperature of the heat shield defined test conditions are created, which allow a high resolution of the Verschraubungsversuche for different thermal loads on the attachment or the fastener. With the help of a temperature control, which requires appropriate heat sinks or heat sources and temperature sensors, a temperature profile can be precisely specified.

Vorteilhafterweise ist die Sensoreinrichtung als eine um die Haltevorrichtung konzentrisch angeordnete Messhülse ausgebildet. Durch einen derartigen Aufbau wird die Vorrichtung sehr kompakt ausgestaltet und es kann eine hohe Messgenauigkeit erzielt werden. Haltevorrichtung, Wärmeschild und Messhülse bilden somit einen schalenartigen Aufbau, bevorzugt, aber nicht zwingend in einer zylindrischen konzentrischen Anordnung.advantageously, the sensor device is concentric as one around the holding device arranged measuring sleeve educated. By such a construction, the device becomes very compact and it can be a high measurement accuracy be achieved. Make holding device, heat shield and measuring sleeve thus a shell-like structure, preferred, but not mandatory in a cylindrical concentric arrangement.

Vorteilhafterweise ist der Wärmeschild als wassergekühlte Hülse ausgebildet. Der Wärmeschild weist vorteilhafterweise Strömungskanäle auf, durch welche ein Kühlmittel, insbesondere Wasser, strömen kann. Der Wärmeschild ist vorteilhafterweise aus Materialien gefertigt, die einen geringen Wärmewiderstand aufweisen, um somit eine besonders effiziente Wärmeabfuhr zu ermöglichen.advantageously, is the heat shield as water-cooled Sleeve formed. The heat shield points advantageously flow channels on, through which a coolant, especially water, stream can. The heat shield is advantageously made of materials that have a low thermal resistance have, so as to allow a particularly efficient heat dissipation.

Die Sensoreinrichtung umfasst vorteilhafterweise Dehnungsmessstreifen, mit denen eine Dehnung aufgrund einer Beanspruchung ermittelt werden kann.The Sensor device advantageously comprises strain gauges, with which an elongation due to a stress can be determined can.

Die Sensoreinrichtung umfasst vorteilhafterweise Dehnungsmessstreifen, mit denen ein Drehmoment oder eine Zugkraft der Haltevorrichtung und/oder die Torsionswinkel bzw. ein Zugweg ermittelt. Es ist von Vorteil, eine Mehrzahl von Temperatursensoren zur Erfassung eines Temperaturprofils der Haltevorrichtung, der Sensorvorrichtung und/oder des Befestigungsmittels vorzusehen. Hierdurch werden die Temperaturverhältnisse an der Haltevorrichtung, der Sensorvorrichtung und/oder dem Befestigungsmittel bzw. der Befestigung präzise erfasst, wodurch eine Reproduzierbarkeit der Messung bzw. eine hohe Messgenauigkeit erzielt werden kann.The Sensor device advantageously comprises strain gauges, with which a torque or a tensile force of the holding device and / or determines the torsion angle or a pulling path. It is an advantage a plurality of temperature sensors for detecting a temperature profile the holding device, the sensor device and / or the fastening means provided. As a result, the temperature conditions on the holding device, the sensor device and / or the fastening means or the attachment precise detected, whereby a reproducibility of the measurement or a high Measuring accuracy can be achieved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Prüfung eines Temperaturprofils der Haltevorrichtung, der Sensorvorrichtung und/oder des Befestigungsmittels vorzusehen. Hierdurch werden die Temperaturverhältnisse an der Haltevorrichtung, der Sensorvorrichtung und/oder des Befestigungsmittels bzw. der Befestigung präzise erfasst, wodurch eine Reproduzierbarkeit der Messung bzw. eine hohe Messgenauigkeit erzielt werden kann.at the method according to the invention for testing a temperature profile of the holding device, the sensor device and / or to provide the fastener. As a result, the temperature conditions on the holding device, the sensor device and / or the fastening means or the attachment precise detected, whereby a reproducibility of the measurement or a high measurement accuracy can be achieved.

Bei dem Verfahren wird eine Wärmeleitung, zwischen einer Haltevorrichtung und einer mit der Haltevorrichtung verbundenen Sensoreinrichtung und der Haltevorrichtung und der Sensoreinrichtung angeordneten Wärmesenke oder einer Wär mequelle reduziert. Ein Wärmetransport in oder durch die Sensoreinrichtung, der Messungenauigkeiten zur Folge hätte, wird somit erheblich reduziert.at the process is a heat conduction, between a holding device and a connected to the holding device Sensor device and the holding device and the sensor device arranged heat sink or a heat source reduced. A heat transport in or by the sensor device, the measurement inaccuracies for Consequence would have is thus considerably reduced.

Bei dem Verfahren wird eine thermische Entkopplung zwischen der Sensoreinrichtung und der Haltevorrichtung bzw. des Befestigungsmittels bewirkt. Ein Wärmetransport in oder durch die Sensoreinrichtung, der Messungenauigkeiten zur Folge hätte, wird somit erheblich reduziert.at The method is a thermal decoupling between the sensor device and causes the holding device or the fastening means. One heat transport in or by the sensor device, the measurement inaccuracies for Consequence would have is thus considerably reduced.

Vorteilhafterweise ist die Temperatur der Sensorvorrichtung mit Hilfe der Wärmesenke oder der Wärmequelle vorgebbar. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Sensorvorrichtung eine definierte Temperatur aufweist, für die sie kalibriert ist.advantageously, is the temperature of the sensor device using the heat sink or the heat source predetermined. This ensures that the sensor device has a defined temperature for which it is calibrated.

Zweckmäßigerweise ist die Temperatur an wenigstens einer Stelle der Haltevorrichtung vorgebbar, insbesondere regelbar. Hierdurch können die mechanischen Eigenschaften der Befestigung bzw. des Befestigungsmittels in Abhängigkeit einer Temperatur bzw. eines Temperaturprofils ermittelt werden. In einer speziellen Ausgestaltung wird das Befestigungsmittel mit einem Temperaturgradienten beaufschlagt.Conveniently, is the temperature at at least one point of the holding device specifiable, in particular adjustable. This allows the mechanical properties the attachment or the fastener depending a temperature or a temperature profile can be determined. In a special embodiment, the fastening means with subjected to a temperature gradient.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile werden anhand der folgenden Zeichnung erläutert. Hierbei soll die Zeichnung die Erfindung nicht einschränken, sondern sie lediglich exemplarisch illustrieren.Further Embodiments and advantages will become apparent from the following drawing explained. Here, the drawing should not limit the invention, but illustrate them only by way of example.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prüfung eines Befestigungsmittels 1, im vorliegenden Fall eine Schraube mit einer Mutter, welche mit Hilfe einer ersten Aufnahme 6 und einer zweiten Aufnahme 7 in einer Haltevorrichtung 2 eingespannt ist. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Werkzeuges, z.B. eines Schraubenschlüssels, wird, wie durch Pfeile angedeutet, ein Drehmoment auf das Befestigungsmittel 1 übertragen und mit Hilfe einer Sensoreinrichtung 3 wird die mechanische Verspan nung des Befestigungsmittels in Form eines Weges bzw. eines Winkels ermittelt. Das Befestigungsmittel 1 wird mit Hilfe von Heizungen 9, 9' über eine Wärmeleitung mit der ersten 6 und zweiten 7 Aufnahme auf 150°C erwärmt, wobei die Temperatur an verschiedenen Stellen mit Hilfe von Temperatursensoren 11, 11', 11'' und einer Regelung (nicht dargestellt) geregelt wird. Um einen Wärmetransfer zwischen der Haltevorrichtung 2 und der Sensoreinrichtung 3 zu verhindern, wird ein Wärmeschild 5 in einen zwischen der Haltevorrichtung 2 und der Sensoreinrichtung 3 befindlichen Zwischenraum 4 eingebracht, welches mit Hilfe einer Kühlung 10 gekühlt wird. Die Ansteuerung der Temperaturregelung kann manuell oder optional durch einen Prüfstandsrechner (nicht dargestellt) erfolgen. Vorteilhafterweise wird durch den Prüfstandsrechner (nicht dargestellt) die Erfassung und die Anzeige von bis zu vier zusätzlichen Temperaturen mittels Thermoelementen als Temperatursensoren 11, 11', 11'' möglich. Ein Übertrag von Wärme von den gegebenenfalls heißen Komponenten der Haltevorrichtung 2 auf die Sensoreinrichtung 3 wird unterdrückt, indem das Wärmeschild 5 als zwei wassergekühlte Kühlflansche mit Rohransatz zwischen der als Flansch bzw. Scheibe ausgebildeten Haltevorrichtung 2 und der als Messhülse ausgebildeten Sensoreinrichtung 3 ausgestaltet ist. Eine Zentrierung des Wärmeschildes 5 mit der Haltevorrichtung 2 erfolgt vorteilhafterweise mit Teflonringen derart, dass sich zwischen dem als zwei Kühlrohrhälften ausgebildeten Wärmeschild 5 und der als Rohr mit Sechskantbohrung ausgebildeten Haltevorrichtung 2 einerseits sowie zwischen dem als zwei Kühlrohrhälften ausgebildeten Wärmeschild 5 und der als Messhülse ausgebildeten Sensoreinrichtung 3 anderseits je ein zylindrischer Luftspalt zur Isolierung befindet. Eine etwaige stirnseitige thermische Isolierung zwischen dem Wärmeschild 5 und der Haltevorrichtung 2 wird mit Hilfe einer druckfesten Folie bewerkstelligt. Das erfindungsgemäße Konzept erlaubt die Durchführung von Verschraubungsversuchen bei erhöhten Temperaturen mit im Wesentlichen serienmäßigen Messköpfen, die für Versuche bei Raumtemperatur konzipiert sind. Hierdurch wird der deutlich höhere Aufwand von Konzepten, bei denen die Prüflinge mitsamt den Messköpfen einer erhöhten Temperatur in einer Temperatur kammer ausgesetzt werden, vermieden und somit eine erhöhte Messgenauigkeit sowie zusätzliche Kalibriermöglichkeiten erzielt.The sole figure of the drawing shows schematically in longitudinal section an inventive device for testing a fastener 1 , in the present case, a screw with a nut, which by means of a first receptacle 6 and a second shot 7 in a holding device 2 is clamped. With the aid of a tool, not shown, for example, a wrench, as indicated by arrows, a torque on the fastener 1 transmitted and with the aid of a sensor device 3 the mechanical Verspan tion of the fastener is determined in the form of a path or an angle. The fastener 1 is with the help of heaters 9 . 9 ' heated by a heat conduction with the first 6 and second 7 intake to 150 ° C, the temperature at different locations with the help of temperature sensors 11 . 11 ' . 11 '' and a regulation (not shown) is regulated. To heat transfer between the holding device 2 and the sensor device 3 To prevent, becomes a heat shield 5 in one between the holding device 2 and the sensor unit tung 3 intermediate space 4 introduced, which by means of a cooling 10 is cooled. The control of the temperature control can be done manually or optionally by a test bench computer (not shown). Advantageously, by the test bench computer (not shown), the detection and display of up to four additional temperatures by means of thermocouples as temperature sensors 11 . 11 ' . 11 '' possible. A transfer of heat from the optionally hot components of the holding device 2 on the sensor device 3 is suppressed by the heat shield 5 as two water-cooled cooling flanges with pipe attachment between the designed as a flange or disc holding device 2 and formed as a measuring sleeve sensor device 3 is designed. A centering of the heat shield 5 with the holding device 2 advantageously takes place with Teflon rings such that between the heat shield formed as two cooling tube halves 5 and formed as a pipe with hexagonal hole holding device 2 on the one hand and between the heat shield formed as two cooling tube halves 5 and formed as a measuring sleeve sensor device 3 on the other hand depending on a cylindrical air gap for isolation is located. Any frontal thermal insulation between the heat shield 5 and the holding device 2 is accomplished by means of a pressure-resistant film. The concept according to the invention makes it possible to carry out screwing tests at elevated temperatures with essentially standard measuring heads, which are designed for experiments at room temperature. As a result, the significantly higher cost of concepts in which the specimens are exposed together with the measuring heads of an elevated temperature in a temperature chamber, avoided, thus achieving increased measurement accuracy and additional calibration options.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines Befestigungsmittels 1, insbesondere zur Durchführung von Verschraubungsversuchen, umfassend eine Haltevorrichtung 2 und eine zumindest teilweise um die Haltevorrichtung 2 angeordnete und mit dieser Haltevorrichtung 2 verbundene Sensoreinrichtung 3, wobei zwischen der Haltevorrichtung 2 und der Sensoreinrichtung 3 ein Zwischenraum 4 gebildet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenraum 4 ein Wärmeschild 5 angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass komplexe Charakterisierungen der mechanischen Eigenschaften eines Befestigungsmittels bzw. einer Befestigung auf einfache Weise mit hoher Präzision temperaturabhängig durchgeführt werden können.The inventive device for performing a fastener 1 , in particular for carrying out Verschraubungsversuchen, comprising a holding device 2 and one at least partially around the holding device 2 arranged and with this holding device 2 connected sensor device 3 , wherein between the holding device 2 and the sensor device 3 a gap 4 is formed, is characterized in that in the intermediate space 4 a heat shield 5 is arranged. The device according to the invention and the method according to the invention are distinguished by the fact that complex characterizations of the mechanical properties of a fastening means or of a fastening can be carried out in a temperature-dependent manner with high precision in a simple manner.

11: Befestigungsmittelfastener
22: Haltevorrichtungholder
33: Sensoreinrichtungsensor device
44: Zwischenraumgap
55: Wärmeschildheat shield
66: erste Aufnahmefirst admission
77: zweite Aufnahmesecond admission
8, 8'8th, 8th': Stelle zur Messung einer TemperaturJob for measuring a temperature
9, 9'9 9 ': Heizungheater
1010: Kühlungcooling
11, 11', 11''11 11 ', 11' ': Temperatursensorentemperature sensors
1212: Isolierunginsulation

Claims

Apparatus for testing a fastener ( 1 ), in particular for carrying out screwing tests, comprising a holding device ( 2 ) and one at least partially around the holding device ( 2 ) and with this ( 2 ) connected sensor device ( 3 ), wherein between the holding device ( 2 ) and the sensor device ( 3 ) a gap ( 4 ) is formed, characterized in that in the intermediate space ( 4 ) a heat shield ( 5 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the heat shield ( 5 ) is variable in length, preferably approximately centrally divided, in order to prevent movement of the parts of the holding device ( 2 ) not to hinder one another.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the holding device ( 2 ) a first ( 6 ) and a second ( 7 ) Receptacle for a mechanical fastener to be examined ( 1 ) or for a fastener to be examined, in particular for a screw with or without a nut.

Apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein a temperature at at least one location ( 8th . 8th' ) of the holding device ( 2 ), in particular at least one of the two recordings ( 6 . 7 ), preferably with a heater ( 9 . 9 ' ), can be specified.

Device according to claim 4, characterized in that the heating ( 9 . 9 ' ) is dimensioned so that it can cause temperature change rates of recordings of 5 to 10 ° C / min.

Apparatus according to claim 4 or 5, wherein a temperature at two points of the holding device ( 2 ), especially at the first ( 6 ) and the second (7) recording predetermined, preferably by means of two heaters ( 9 . 9 ' ) can be specified.

Device according to one of the preceding claims, wherein a temperature of the heat shield ( 5 ), in particular by means of a cooling ( 10 ), can be specified.

Apparatus according to claim 4, 5, 6 or wherein the Temperature is adjustable.

Device according to one of the preceding claims, wherein the sensor device ( 3 ) as one around the holding device ( 2 ) concentrically arranged measuring sleeve is formed.

Device according to one of the preceding claims, wherein the heat shield ( 5 ) is designed as a water-cooled sleeve.

Device according to one of the preceding claims, wherein the sensor device ( 3 ) Comprises strain gauges.

Device according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of temperature sensors ( 11 . 11 ' . 11 '' ) for detecting a temperature profile of the holding device ( 2 ), the sensor device ( 3 ) and / or the fastening means ( 1 ).

Method for testing a fastener ( 1 ), in particular for carrying out Verschraubungsversuchen, wherein a heat transfer, in particular a heat conduction, between a holding device ( 2 ) and one with the holding device ( 2 ) connected sensor device ( 3 ) by means of a between the holding device ( 2 ) and the sensor device ( 3 ) arranged heat sink or a heat source is reduced.

The method of claim 13, wherein the temperature of the sensor device ( 3 ) with the help of the heat sink ( 12 ) or the heat source can be specified.

A method according to claim 13 or 14, wherein the temperature is at least one location ( 8th . 8th' ) of the holding device ( 2 ) specifiable, in particular controllable, is.

Method according to one of claims 13 to 15, wherein the fastening means ( 1 ) is subjected to a temperature gradient.