DE1816854C2

DE1816854C2 - Verfahren zur Herstellung von gleitfesten Schraubenverbindungen (HV-Verbindungen)

Info

Publication number: DE1816854C2
Application number: DE19681816854
Authority: DE
Inventors: Gabor Dipl.-Ing. Dr. Galg&cacute;zy; Zoltán Dipl.-Ing. Budapest Gyulai; Tivadar Dipl.-Ing. Palágyi; József Biatorbágy Wagensommer
Original assignee: Licencia Talalmanyokat Ertekesito Vallalat
Current assignee: Licencia Talalmanyokat Ertekesito Vallalat
Priority date: 1967-12-28
Filing date: 1968-12-24
Publication date: 1982-06-03
Also published as: HU163694B; DE1816854A1; FR1597302A; AT310506B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gleitfesten Schraubenverbindungen (HV-Verbindungen) erhöhter Tragfähigkeit für Stahlkonstruktionen, wobei an den Berührungsflächen der zu verbindenden Teile Elemente (im weiteren »Scherelemente«) mit einer maximalen, der Dicke des in der Verbindung teilnehmenden dünneren Elementes entsprechenden Abmessung und von größerer Festigkeit als die des Grundmaterials ausgebildet werden.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art, wie es durch die US-PS 13 48 667 bzw. die DE-AS 10 77 005 bekannt geworden ist.

Die Wirkungsweise der bisher angewandten HV-Verbindungen besteht darin, daß die zu verbindenden Elemente durch die Vorspannung der HV-Schrauben mit großer Kraft zusammengepreßt werden, wobei die Kraftübertragung durch die dadurch vergrößerte Reibung zwischen den Berührungsflächen erfolgt. Die Vorteile dieser Verbindungsart, die die bisher angewandten Verbindungsarten von Metall-Konstruktionen, wie die Nieten und das Schweißen, in den letzten Zeiten immer mehr verdrängt, sind die Materialersparnis und die höhere Dauerfestigkeit sowie die einfachere und wirtschaftlichere Montage im Verhältnis zu den bisherigen Verbindungsarten.

Die US-PS 13 48 667 bezieht sich auf die Herstellung eines druckdichten Verbundes oder Abschlusses zwischen zwei metallischen Flächen, bei dem die Flächen aufgerauht und aneinandergepreßt werden. Das Verfahren soll insbesondere für Hochdruck-Flüssigkeits-und Hochtemperatur-Dampfleitungen Verwendung finden, wobei im Verbund der Pratzhöhe als Verdichtung (anstelle beispielsweise einer Zementverdichtung) die Berührungsflächen durch Schneiden, Verzahnen oder Aufrauhen ausgebildet werden. Die Oberflächen-Aufrauhung wirkt also nur als Verdichtung und dient anders als bei HV-Verbindungen nicht zur Kraftübertragung in der Ebene der Berührungsfläche. Überdies ist in der US-PS 13 48 667 nichts über den erforderlichen Aufrauhungsgrad ausgesagt

In der DE-AS 10 77 005 »ind Schrauben- und Mutternsicherungen in Form von untergelegten Sicherungselementen beschrieben. Derartige Sicherungselemente bestehen meist aus Stahl und können mit Veraahnungen, Riffeiungen, Raspelhieben und anderen schrägliegenden Vorsprüngen versehen sein. Weiterhin sind Sicherungselemente aus einem Material hoher Festigkeit mit einer feinkörnig aufgerauhten Oberfläche ίο von der Struktur einer grobkristallinen Bruchfläche von Stahl beschrieben. Die notwendige Oberflächenrauhigkeit, die ein Schmieren verhindert und eine Freßhalterung ermöglicht, ist nicht offenbart.

Die weitere Entwicklung dieser zeitgemäßen Verbindungsart der Metall-Konstruktionen ist aber durch die folgenden Ursachen behindert:

1. Die Berührungsflächen der bisherigen HV-Verbindungen, vorbereitet durch die üblichen Verfahren wie Flamm- und Sandstrahlen, müssen von äußeren Einflüssen (Rosten, Verunreinigungen usw.) vor der HV-Verschraubung bewahrt sein, denn diese Einflüsse können die Größe des »Gleitbeiwertes« μ (der Quotient der Gleitlast und der Schrauben-Vorspanftkraft) bedeutend vermindern.

2. Die auch auf der Baustelle anwendbare, bisher einzige Flammstrahl-Vorbereitung hat — nach unseren Versuchsergebnissen — von Fall zu Fall eine Gefügeumwandlung erreicht, nämlich stellenweise die Temperatur des Zerfalls von Perlit bzw. Rekristallisation von Ferrit. Die infolge der teilweisen Kristallumwandlung entstehenden Eigenspannungen zwischen den verschiedenen Kristallen bilden die Ursache des in der Praxis beim Flammstrahlen größerer und dünnerer Platten oft auftretenden Verziehens, wodurch eine kostbare

nachträgliche Ebnung erforderlich wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu verbessern, daß beim Beibehalten einer bei diesem Stand der Technik schon erreichten günstigen Dimensioniening im Hinblick auf entsprechende Anwendungsgebiete für die durch das; Verfahren hergestellten Scherelemente für die Schraubverbindung darüber hinaus noch die Möglichkeit erreicht ist, die Orientierung und die bemessene Ausbildung der Scherfläche (die spezifische Dichtigkeit an der Flächeneinheit) besonders günstig den verschiedenen übertragbaren Kräften anzupassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im Kennzeichenteil angegebenen Verfahrensmerkmale vorgesehen, die teilweise Überschneidungen mit dem Stand der Technik aufweisen.

Bei den Scherelementen des kennzeichnenden Teiles

des Patentanspruches wird darauf hingewiesen, daß — aufgrund zahlreicher Versuche der Erfinder — die Angabe der minimalen Größe der Scherelemente wesentlich ist, da bei kleineren Scherelementen als im Patentanspruch angegeben — diese als Rollen an den originalen Berührungsflächen wirkend — die Gleitbeiwerte und so die Tragfähigkeit der gleitfesten Schraubenverbindungen vermindern, statt sich zu vergrößern.

Die Erfindung ermöglicht die Verminderung der Streuung der tatsächlichen Sicherheit von HV-Verbint> 5 düngen bei Metall-Konstruktionen und dadurch die genauere Einstellung deren Tragfähigkeit sowie auf eine einfache und wirtschaftliche Weise die Steigerung der Tragfähigkeit dieser Verbindungen.

Es hat sich als eine sehr vorteilhafte Lösung gezeigt, die »Scherelemente« in einer Folie oder in einer dünnen Platte befestigt anzuwenden. So gibt es die Möglichkeit die Orientierung und die bemessene Ausbildung der Scherflächen (die spezifische Dichtigkeit an die Flächeneinheit) den verschiedenen übertragbaren Kräften, z. B. den verschiedenen HV-Durchmessern entsprechend, zu wählen. Die für die Ausbildung und Austeilung der »Scherelemente« entsprechenden Sitze können auch vorteilhaft durch Einpressen eines entsprechend geformten Gerätes in die Berührungsfläche ausgebildet werden.

Die Folie bzw. Platte aus Stahl oder Kunststoff, die die »Scherelemente« mit einer der übertragbaren Kraft entsprechenden Austeilung enthält, wird bei der Montage der Verbindung zwischen die Berührungsflächen gelegt, dann werden diese bei den Löchern der Montage-Schrauben bzw. bei den Löchern der endgültigen HV-Schrauben vor dem Einsetzen der Schrauben ausgeschnitten, und schließlich werdei. nach der Vorspannung der Schrauben die überflüssigen Folienbzw. Plattenteile an den Rändern der Verbindung abgeschnitten. Es ist sehr vorteilhaft, auch spezielle, etwa 0,1 ... 0,5 mm dicke Unterlagscheiben anzuwenden, die für jeden Schraubendurchmesser hergestellt werden und die die »Scherelemente« mit der nötigen Anzahl und Form befestigt enthalten (z. B. Scherelemente, die mit der Vorspannkraft der entsprechenden Schraube in die Berührungsflächen eindrückbar sind).

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit dem Anspruch und der Zeichnung.
Die A b b. 1 a zeigt die Seitenansicht und
die Abb. Ib die Draufsicht eines doppelkegelförmigen »Scherelementes«, während

ίο die Abb. Ic die Seitenansicht und Id die Draufsicht eines doppelpyramidenförmigen »Scherelementes« darstellt

A b b. 2 zeigt eine Austeilung der »Scherelemente«, die in einer, durch die Vorspannkraft der Λ/24 HV-Schraube wirksam gedrückter. Kreisfläche unterzubringen sind.

F i g. 4a und 4c veranschaulichen die Anwendung der von den Berührungsflächen gefügeartig unabhängigen »Scherelemente« 1, die z.B. bei einer mit hochfesten vorgespannten Doppelschrauben 2 zusammengepreßten, gleitfesten, Zug-Druck aufnehmenden Schraubenverbindung (HV-Verbindung) zwischen den Berührungsflächen der beiden zu verbindenden Platten 3 und der Doppellaschen 4, mittels je einer Folie 5 mit längs ihrer Grundflächen aufeinandergesetzten Doppelkegeln oder Doppelpyramiden 1 aufgebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von gleitfesten Schraubenverbindungen (HV-Verbindungen) erhöhter Tragfähigkeit für Stahlkonstruktionen, wobei an den Berührungsflächen der zu verbindenden Teile Elemente (im weiteren »Scherelemente«) mit einer maximalen der Dicke des in der Verbindung teilnehmenden dünneren Elementes entsprechenden Abmessung von größerer Festigkeit als die des Grundmaterials ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherelemente derart ausgebildet werden, daß ihre minimale Abmessung — ausgedrückt mit Hilfe der Rauheit der erhaltenen Oberfläche — einen Wert von 100 μπι der »Höhe der Unebenheiten«, gemessen an einer Bezugsstrecke von 1 = 2,5 mm (R_z = Rnux, nach ISO/TC/57) entspricht, wobei die Scherelemente an die Berührungsflächen mittels einer Folie, Platte oder spezieller Unterlagsscheibe aufgebracht werden, mit einer Ausbildung mit längs ihrer Grundflächen aufeinandergesetzten Doppelkegeln oder Doppelpyramiden, ggf. mit zwischen sie gelegten Zylindern oder Prismen.