DE19837410C2 - Mechanische Prüfvorrichtung zum Feststellen der Qualität einer Schweißung eines auf Blechmaterial geschweißten Bolzens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Prüfvorrichtung zum Fest­ stellen der Qualität einer Schweißung eines auf Blechmaterial ge­ schweißten Bolzens.

Um die Qualität einer Bolzenschweißung festzustellen, sind verschie­ dene Prüfmethoden bekannt. Die am häufigsten angewandte Prüfmethode ist die sogenannte Biegeprüfung, bei welcher jedoch ein aufge­ schweißter Bolzen und die Schweißstelle, an welcher er beispielswei­ se auf Blechmaterial geschweißt ist, sehr undefiniert belastet wird.

Eine weitere Prüfmethode ist der sogenannte Zugversuch, der hin­ sichtlich einer Beanspruchung des geschweißten Bolzens und der Schweißstelle erheblich übersichtlicher ist. Wird ein solcher Zug­ versuch an einem verschweißten Gewindebolzen durch Anziehen einer Mutter durchgeführt, die sich über ein Rohr auf dem Grundblech ab­ stützt, auf welches der Bolzen geschweißt ist, wird die auf den Bol­ zen und die Schweißstelle ausgeübte Zugbeanspruchung durch ein Tor­ sionsmoment überlagert (siehe DIN EN ISO 14555, Bild 5). Eine derar­ tige Prüfung führt daher häufig zu einem Bruch im Bolzenschaft und ist damit nicht so aussagekräftig wie eine Zugprüfung.

Eine solche reine Zugprüfung wird jedoch bisher meist mit einer hy­ draulischen Druckvorrichtung durchgeführt und ist daher entsprechend aufwendig (siehe DIN EN ISO 14555, Bild 6). Durch eine solche Zug­ prüfung wird jedoch die Schweißstelle einer strengen Prüfung unter­ zogen, so daß sich eventuelle Schweißfehler, wie Poren, Risse, und Bindefehler, deutlich zeigen. In DE 31 31 055 A1 ist eine hydrau­ lisch betätigte Prüfvorrichtung zum Feststellen der Qualität einer Schweißung eines auf Blechmaterial geschweißten Bolzens beschrieben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch wir­ kende Prüfvorrichtung zu schaffen, mit welcher ausschließlich auf mechanischem Weg durch eine reine Zugbeanspruchung die Qualität ei­ ner Schweißung eines auf Blechmaterial geschweißten Bolzens festgestellt werden kann.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch eine mechani­ sche Prüfvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge­ genstand der auf den Anspruch 1 unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Ansprüche.

Bei der erfindungsgemäß ausgeführten Prüfvorrichtung ist als das eine Zugkraft ausübende Element eine Schraube vor­ gesehen, mittels der über ein in einem Gehäuse verdrehsi­ cher geführtes Zwischenstück Zugkraft auf hinsichtlich der Schweißqualität zu prüfende Bolzen und Schweißstellen aus­ geübt wird. Bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung wird durch ein Axiallager das Reibmoment der Schraubenauflage und damit das Anzugsmoment erheblich verringert.

Bei Verwenden einer Schraube mit einem entsprechenden Fein­ gewinde sind mit der mechanischen Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung durchaus Zugkräfte in der Größenordnung von zwei bis drei Tonnen zu realisieren.

Um die mittels der mechanischen Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung aufgebrachte Zugkraft zu messen, sind zwischen dem Gehäuse, in dem die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung untergebracht ist, und dem vorstehend erwähnten Achslager Tellerfedern vorgesehen, deren Federweg an einem an der me­ chanischen Prüfvorrichtung angebrachten Meßinstrument ange­ zeigt wird. Auf diese Weise wird unmittelbar eine Aussage über die durch die mechanische Prüfvorrichtung auf den ver­ schweißten Bolzen und damit auch auf die Schweißstelle wir­ kende Zugkraft erhalten.

Dadurch kann die Bruchkraft ermittelt werden und durch Klä­ ren der Bruchlage und des Bruchaussehens kann die Qualität der Schweißung ermittelt werden. Unter Berücksichtigung ei­ nes entsprechenden Sicherheitsfaktors oder auch bei einer geforderten Mindestzuglast können mit der erfindungsgemäßen mechanischen Prüfvorrichtung auch zerstörungsfreie Prüfun­ gen durchgeführt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in der Figur wiedergegebenen Ausführungsform einer im wesentlichen im Schnitt wiedergegebenen mechanischen Prüfvorrichtung be­ schrieben.

Im unteren Teil der Figur ist auf Grundmaterial in Form ei­ nes Bleches 2 ein Gewindebolzen 1 aufgeschweißt. Auf den Gewindebolzen ist eine Mutter 3 geschraubt.

Die mechanische Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung ist in einem Gehäuse 6 untergebracht. Ein im unteren Teil der Fi­ gur wiedergegebenes Zwischenstück 4 weist einen klauenför­ migen Aufnahmeteil 40 mit einem seitlichen Einführungs­ schlitz auf, durch den der klauenförmige Aufnahmeteil 40 des Zwischenstücks 4 unter die auf den aufgeschweißten Bol­ zen geschraubte Mutter 3 gebracht werden kann, wie der Fi­ gur zu entnehmen ist.

Im oberen Teil des Zwischenstücks 4 ist eine Bohrung 41 mit einem Innengewinde 42 ausgebildet. Im oberen Teil des Ge­ häuses 6 der mechanischen Prüfvorrichtung sind in einer nicht näher bezeichneten Ausnehmung Tellerfedern 10 unter­ gebracht. Über den Tellerfedern 10 ist eine Meßscheibe 9 angeordnet, welche in der Figur links über das Gehäuse 6 der Prüfvorrichtung vorsteht. Unterhalb der Meßscheibe 9 ist an dem Gehäuse 1 ein Meßinstrument in Form einer Meßuhr 12 so vorgesehen, daß ein aus dem Gehäuse der Meßuhr 12 nach oben vorstehender Stift an der Unterseite der Meß­ scheibe 9 anliegt.

Über der Meßscheibe 9 ist eine Druckkappe 7 vorgesehen. In einer nicht näher bezeichneten kreiszylindrischen Ausneh­ mung der Druckkappe 7 ist ein auf der Meßscheibe 9 auflie­ gendes Axiallager 8 untergebracht. Durch eine Mittenöffnung in der Druckkappe 7 ist eine Zylinderschraube 5 mit einem Außengewinde 51 eingeführt, deren Schraubenkopf 50 auf der Oberseite der Druckkappe aufliegt.

Die Schraube 5 steht in das Innere des Gehäuses 6 der Prüf­ vorrichtung vor und ist in das im oberen Teil des Zwischen­ teils 4 ausgebildete Gewinde 42 geschraubt.

Zum Durchführen eines Prüfvorgangs mittels der erfindungs­ gemäßen Prüfvorrichtung wird zuerst ein Bolzen in Form ei­ nes Gewindebolzens 1 auf Grundmaterial, vorzugsweise Blechmaterial 2 aufgeschweißt. Anschließend wird die Mutter 3 etwa soweit, wie aus der Figur ersichtlich, auf den Ge­ windebolzen 1 geschraubt.

Der klauenförmige Aufnahmeteil 40 des Zwischenstücks 4 wird dann durch im Zwischenstück 4 und Gehäuse 6 vorgesehene, nicht näher dargestellte Ausschnitte unter die auf den Ge­ windebolzen 1 geschraubte Mutter 3 gebracht. Hierauf wird die Zylinderschraube 5 in das im oberen Teil des Zwischen­ stücks 4 ausgebildete Innengewinde 42 geschraubt.

Der Schraubenkopf 50 der Schraube wird mittels eines nicht dargestellten Gabelschlüssels oder einer ebenfalls nicht dargestellten Ratsche gedreht, wodurch über das Zwischen­ stück 4 und über deren klauenförmigen Aufnahmeteil 40 und die auf den Gewindebolzen 1 aufgebrachte Mutter auf den aufgeschweißten Bolzen 1 eine Zugspannung ausgeübt wird.

Diese Zugspannung wird als Druckkraft über die Druckkappe 7 auf das Achslager 8 und über dieses auf die Meßscheibe 9 übertragen. Über die Meßscheibe 9 wird dann der Federweg der mehr oder weniger stark zusammengedrückten Tellerfedern 10 gegenüber dem Gehäuse 6 auf der Meßuhr 12 angezeigt. Das Gehäuse 6 der Prüfvorrichtung stützt sich hierbei auf dem Blechmaterial 2 ab, auf welches der Bolzen 1 geschweißt ist.

Das beim Drehen der Schraube 5 ausgeübte Reibmoment der Schraube 5 im Zwischenstück 4 wird durch einen im Gehäuse 6 untergebrachten Stift 14 aufgefangen, der in eine im Zwi­ schenstück 4 vorgesehene Nut 43 eingreift, so daß dadurch das Zwischenstück 4 verdrehsicher gehalten ist.

Durch das zwischen der Druckkappe 7 und der Meßscheibe 4 vorgesehene Axiallager 8 wird das auf die Meßscheibe 9 aus­ geübte Reibmoment und damit auch das Anzugsmoment erheblich verringert. Wie eingangs schon erwähnt, kann auf die Schraube 5 ein entsprechend bemessenes Feingewinde aufge­ bracht werden, so daß über das Zwischenstück 4 und die auf den Bolzen 1 geschraubte Mutter 3 durchaus Zugkräfte in der Größenordnung von zwei bis drei Tonnen wirken können.

Claims (4)

1. Mechanische Prüfvorrichtung zum Feststellen der Qualität einer Schweißung eines auf Blechmaterial geschweißten Bol­ zens, in deren Gehäuse (6) ein senkrecht zum Blechmaterial (2) verschiebbares Zwischenstück (4) untergebracht ist, in dessen ins Gehäuseinnere vorstehenden oberen Gewindeteil (42) eine Schraube (5) einbringbar ist, über deren Kopf (50), eine darunter vorgesehene Druckkappe (7), ein in die­ ser untergebrachtes Axiallager (8) und eine unter dem Axiallager (8) vorgesehene Maßscheibe (9) beim Verdrehen der Schraube (5) die dadurch erzeugte Druckkraft über unter der Meßscheibe (9) angeordnete Tellerfedern (10) auf das auf dem Blechmaterial (2) abgestützte Gehäuse (6) übertrag­ bar ist.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umsetzen des über die Meßscheibe (9) erfaßten Fe­ derwegs der mit der erzeugten Druckkraft beaufschlagten Tellerfedern (10) in eine auf den zu prüfenden Bolzen aus­ geübte Zugspannung der Meßscheibe (9) ein Meßinstrument (12) zugeordnet ist.

3. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (4) verdrehsi­ cher in dem Gehäuse (6) untergebracht ist.

4. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Tellerfedern und der Meßuhr die Größe der erzielbaren Zugspannung durch ent­ sprechende Wahl eines über den Schraubenkopf (50) aufge­ brachten Drehmoments einstellbar ist.