DE202012100054U1

DE202012100054U1 - Schraube mit Belastungsfühler

Info

Publication number: DE202012100054U1
Application number: DE202012100054U
Authority: DE
Original assignee: Kabo Tool Co
Current assignee: Kabo Tool Co
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2012-01-09
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: CN102606593A; JP5315407B2; JP2012149764A; TW201231831A; US20120185002A1; CN102606593B; US8695432B2; TWI409390B

Abstract

Schraube mit einem Belastungsfühler, wobei die Schraube umfasst: einen Schraubenhauptkörper mit einem hohlen Gewindeloch entlang seiner Mittelachse; ein koaxiales Element, das in das hohle Gewindeloch eingreift und in dieses geschraubt ist, wobei das koaxiale Element mit dem Schraubenhauptkörper koaxial ist und wobei das koaxiale Element umfasst: einen länglichen Körper, und zwei Gewindeabschnitte, die an beiden Enden des länglichen Körpers angeordnet sind und in das hohle Gewindeloch eingreifen und in dieses geschraubt sind, um einer Belastung standzuhalten, die an den Schraubenhauptkörper angelegt ist, wobei einer der zwei Gewindeabschnitte eine Nut hat; und ein Belastungsfühlerelement, das auf dem länglichen Körper angeordnet ist und über eine Leitung, die durch die Nut läuft, ein Belastungssignal überträgt.

Description

ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Die Anmeldung beansprucht die Priorität der taiwanesischen Anmeldung Nr. 100101984 , die am 19. Januar 2011 eingereicht wurde und die hierin durch Verweis aufgenommen ist.
Hintergrund
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schraube. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Schraube mit einem Belastungsfühler.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Schraube ist ein häufig benutztes Werkzeug, um zwei Teile miteinander zu verbinden, so dass die beiden Teile nicht losgelöst werden können. Der Bereich der Schrauben ist im Bereich der Präzisionstechnik sehr wichtig. Zum Beispiel ist eine Schraube oft erforderlich, um zwei Mantelplatten eines Flugzeugs oder eines Zuges miteinander zu verbinden und an dieser Stelle ist es eine große Bewährungsprobe an die Fähigkeit des Konstrukteurs, die richtigen Schrauben auszuwählen, die der Beanspruchung standhalten. Jedoch kann, selbst wenn die ursprüngliche Konstruktion fehlerfrei getestet wurde, nicht garantiert werden, dass eine sich anschließende Verwendung nach objektiven Voraussetzungen (wie zum Beispiel mechanischer Alterung, Rost, Metallermüdung, etc.) immer noch sicher ist.
KURZFASSUNG
Daher ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, eine Schraube mit einem Belastungsfühler zur Verfügung zu stellen. Die Schraube mit dem Belastungsfühler beinhaltet einen Schraubenhauptkörper, ein koaxiales Element und ein Belastungsfühlerelement. Es gibt ein hohles Gewindeloch in einer Mittelachse des Schraubenhauptkörpers und das koaxiale Element greift in das hohle Gewindeloch ein und ist in dieses geschraubt, wobei das koaxiale Element mit dem Schraubenhauptkörper koaxial ist. Das koaxiale Element beinhaltet einen länglichen Körper und zwei Gewindeabschnitte, wobei die zwei Gewindeabschnitte, die an beiden Enden des länglichen Körpers angeordnet sind, in das hohle Gewindeloch eingreifen und in dieses geschraubt sind, um einer Belastung standzuhalten, die an den Schraubenhauptkörper angelegt wird, wobei einer der zwei Gewindeabschnitte eine Nut hat. Das auf dem länglichen Körper angeordnete Belastungsfühlerelement kann ein Belastungssignal über eine Leitung durch die Nut übermitteln.
Außerdem beinhaltet die Schraube mit dem Belastungsfühler, gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ferner eine Positionierungsbasis, die aus einer konkaven Fläche des länglichen Körpers gebildet wird, um das Belastungsfühlerelement aufzunehmen. Darüber hinaus ist eine obere Fläche des Gewindeabschnitts mit der Nut konkav ausgebildet, um eine hexagonale Antriebsnut auszubilden und die Tiefe der hexagonalen Antriebsnut überschreitet eine Hälfte der Dicke des Gewindeabschnitts, bei der die hexagonale Antriebsnut angeordnet ist, nicht. Zusätzlich hat der Schraubenhauptkörper einen Schraubenkopf und einen Schraubenkörper, wobei ein innerer Rand des Gewindeabschnitts mit der Nut mit einem unteren Ende des Schraubenkopfes ausgerichtet ist und ein äußerer Rand des Gewindeabschnitts ohne Nut mit einem unteren Ende des Schraubenkörpers ausgerichtet ist.
Gemäß den oben genannten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, kann die Schraube mit dem Belastungsfühler eine Vielzahl von Belastungszuständen effektiv wahrnehmen und überwachen, sobald zwei Teile durch die Schrauben verbunden sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass beide, die oben genannte allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung, exemplarisch sind und beabsichtigen, weitere Erläuterungen der beanspruchten Erfindung zur Verfügung zu stellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann besser verstanden werden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung der Ausführungsform mit Bezug auf die folgenden zugehörigen Zeichnungen gelesen wird.
1 ist eine strukturelle, schematische dreidimensionale Ansicht einer Schraube 100 mit einem Belastungsfühler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Querschnittansicht von 1; und
3 ist eine strukturelle, schematische dreidimensionale Ansicht eines in 1 gezeigten koaxialen Elements.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nunmehr wird im Detail auf die vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung, die in den zugehörigen Zeichnungen der Beispiele veranschaulicht werden, Bezug genommen. Überall wo es möglich ist, werden dieselben Bezugszeichen in den Zeichnungen und der Beschreibung verwendet, um sich auf dieselben oder ähnlichen Teile zu beziehen.
Mit Verweis auf 1 und 2, ist 1 eine strukturelle, schematische dreidimensionale Ansicht einer Schraube 100 mit einem Belastungsfühler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 ein schematischer Querschnitt von 1. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Schraube 100 mit dem Belastungsfühler einen Schraubenhauptkörper 110, ein koaxiales Element 120 und ein Belastungsfühlerelement 130. Das Erscheinungsbild des Schraubenhauptkörpers 110 kann eines aus einer Vielzahl von herkömmlichen Schrauben sein, wie zum Beispiel eine hexagonale Schraube, wie in 1 gezeigt. Das Belastungsfühlerelement 130 kann einer aus einer Vielzahl von auf dem Markt bekannten Dehnmessstreifen sein. Der Schraubenhauptkörper 110 hat ein hohles Gewindeloch 111 entlang der Mittelachse und ein koaxiales Element 120, das in das hohle Gewindeloch 111 eingreift und in dieses geschraubt ist, wobei das koaxiale Element 120 mit dem Schraubenhauptkörper 110 koaxial ist. Das koaxiale Element 120 beinhaltet einen länglichen Körper 121 und zwei Gewindeabschnitte 122, wobei die zwei Gewindeabschnitte 122, die an beiden Enden des länglichen Körpers 121 angeordnet sind, in das hohle Gewindeloch 111 eingreifen und in dieses geschraubt sind, um einer Belastung standzuhalten, die an den Schraubenhauptkörper 110 angelegt wird. Mit anderen Worten wird der Schraubenhauptkörper 110, wenn der Schraubenhauptkörper 110 verwendet wird, Belastungen standhalten, wie zum Beispiel einer Torsion, einer Scherbeanspruchung, einer Zugkraft von zwei Teilen zueinander, etc. und die zwei Gewindeabschnitte 122 zwingen die Belastung dem länglichen Körper 121 auf. Zu diesem Zeitpunkt kann das Belastungsfühlerelement 130, weil das Belastungsfühlerelement 130 auf dem länglichen Körper 121 angeordnet ist, indirekt die dem Schraubenhauptkörper 110 aufgezwungenen Belastungen wahrnehmen.
Mit Verweis auf 3, ist 3 eine strukturelle schematische dreidimensionale Ansicht eines in 1 gezeigten koaxialen Elements. Wie in 1 gezeigt, hat einer der zwei Gewindeabschnitte 120 eine Nut 123. Das auf dem länglichen Körper 121 angeordnete Belastungsfühlerelement 130 kann ein Belastungssignal über eine Leitung 131 durch die Nut 123 übermitteln. Außerdem kann in anderen Ausführungsformen eine Positionierungsbasis 124 aus einer konkaven Fläche des länglichen Körpers 121 ausgebildet sein, um das Belastungsfühlerelement 130 aufzunehmen. Darüber hinaus ist, mit einem Beispiel von 3, der Gewindeabschnitt 122 mit der Nut 123 meist nahe einer oberen Fläche des Schraubenhauptkörpers 110. Die obere Fläche des Gewindeabschnitts 122 kann als konkaver oder konvexer Flankenwinkel konstruiert sein, wie ein hexagonaler Antriebsblock, der durch einen weiblichen Schraubenschlüssel angetrieben wird, oder eine in 3 gezeigte hexagonale Antriebsnut 125, die durch einen hexagonalen Schraubenschlüssel angetrieben wird. Es sollte auch vermerkt werden, dass die Tiefe der hexagonalen Antriebsnut 125 besser eine Hälfte der Dicke des Gewindeabschnitts 122, bei der die hexagonale Antriebsnut 125 angeordnet ist, nicht überschreitet, um die physikalische Natur der Beanspruchung, die durch die Gewindeabschnitte 122 übertragen und auf den Schraubenhauptkörper 110 aufgebracht wird, nicht zu beeinflussen.
Damit das koaxiale Element 120 die Belastung des Schraubenhauptkörpers 110 noch exakter widerspiegelt, ist es auf die gleiche Weise wichtig die Position des hohlen Gewindelochs 111 zu berücksichtigen, in die das koaxiale Element 120 eingeschraubt werden soll. Gemäß dem Beispiel in 2 hat der Schraubenhauptkörper 110 einen Schraubenkopf 112 und einen Schraubenkörper 113. Ein innerer Rand des Gewindeabschnitts 122 mit der Nut 123, der nahe dem Schraubenkopf 112 ist, ist mit einem unteren Ende des Schraubenkopfes 112 ausgerichtet und ein äußerer Rand des Gewindeabschnitts 122 ohne Nut 123 ist mit einem unteren Ende des Schraubenkörpers 113 ausgerichtet.
Dementsprechend kann, ohne Rücksicht auf die effektive Lage des Schraubenhauptkörpers 110, die an den Schraubenhauptkörper 110 angelegte, entgegen stehende Beanspruchung über die zwei Gewindeabschnitte 122 zum länglichen Körper 121 übertragen werden.
Es sollte auch berücksichtigt werden, dass zum Beispiel, wenn ursprünglich fünfzehn große Schrauben benötigt werden, um zwei Stahlplatten zu verbinden, kann diese Ausführungsform sechzehn Verbindungspositionen vorsehen und die Schraube 100 mit dem Belastungsfühler in einer der sechzehn Verbindungspositionen befestigen oder immer noch fünfzehn Verbindungspositionen zwischen zwei Stahlplatten vorsehen und lediglich eine der fünfzehn Verbindungspositionen mit der Schraube 100 mit dem Belastungsfühler ersetzen. Dementsprechend können die Arbeitsbedingungen der Schraube durch das Belastungsfühlerelement 130 unter dynamischen Bedingungen wahrgenommen oder überwacht werden.
Außerdem sind, wenn man die Ausführungsform der Schraube 100 mit dem Belastungsfühler mit dem japanischen Patent Nr. 6-221315 vergleicht, der Schraubenhauptkörper 110 und das koaxiale Element 120 der Schraube 100 mit dem Belastungsfühler koaxial und daher gibt es in der Struktur keinen negativen Massenexzentrizitätseffekt. Darüber hinaus ist, wenn man die Ausführungsform der Schraube 100 mit dem Belastungsfühler mit dem Patent Nr. US 4,823,606 vergleicht, der Gewindeabschnitt 122 ohne Nut des koaxialen Elements 120 der Schraube 100 mit dem Belastungsfühler im Schraubenhauptkörper 110 angeordnet. Mit anderen Worten kann die horizontale Verformungsbelastung, nachdem eine Schraube mit der Struktur des Patents Nr. US 4,823,606 zwei Teile verbindet, wenn sie zwischen den zwei Teilen eingesetzt wird, durch die Schraube nicht wahrgenommen werden. Demgegenüber können die an jedem Teil des Schraubenhauptkörpers 110 angelegten Belastungen, die eine Scherbeanspruchung und eine Zentrifugalkraft beinhalten, genau durch die Schraube 100 mit dem Belastungsfühler dieser Ausführungsform wahrgenommen werden.
Dementsprechend ist eine Schraube mit einem Belastungsfühler offenbart. Die Schraube beinhaltet einen Hauptkörper, ein koaxiales Element und ein Belastungsfühlerelement. Der Hauptkörper hat ein hohles Gewindeloch entlang seiner Mittelachse und das koaxiale Element wird eingesetzt, um in das Gewindeloch geschraubt zu werden. Das koaxiale Element beinhaltet einen länglichen Körper und zwei Gewindeabschnitte, die an beiden Enden des länglichen Körpers angeordnet sind. Die zwei Gewindeabschnitte werden eingesetzt, um in das Gewindeloch einzugreifen und in dieses geschraubt zu werden und daher kann die an den Schraubenhauptkörper angelegte Belastung auch an den länglichen Körper angelegt werden. Einer der zwei Gewindeabschnitte hat eine Nut. Das Belastungsfühlerelement ist auf dem länglichen Körper angeordnet und das durch das Belastungsfühlerelement wahrgenommene Belastungssignal kann über eine Leitung durch die Nut erhalten werden.
Fachleuten ist offensichtlich, dass verschiedene Veränderungen und Abwandlungen bei der Struktur der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne vom Schutzbereich oder Geist der Erfindung abzuweichen. Angesichts des Vorangegangenen, ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung Veränderungen und Abwandlungen dieser zur Verfügung gestellten Erfindung abdeckt und sie unter den Schutzbereich der folgenden Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

TW 100101984 [0001]
JP 6-221315 [0018]
US 4823606 [0018, 0018]

Claims

Schraube mit einem Belastungsfühler, wobei die Schraube umfasst: einen Schraubenhauptkörper mit einem hohlen Gewindeloch entlang seiner Mittelachse; ein koaxiales Element, das in das hohle Gewindeloch eingreift und in dieses geschraubt ist, wobei das koaxiale Element mit dem Schraubenhauptkörper koaxial ist und wobei das koaxiale Element umfasst: einen länglichen Körper, und zwei Gewindeabschnitte, die an beiden Enden des länglichen Körpers angeordnet sind und in das hohle Gewindeloch eingreifen und in dieses geschraubt sind, um einer Belastung standzuhalten, die an den Schraubenhauptkörper angelegt ist, wobei einer der zwei Gewindeabschnitte eine Nut hat; und ein Belastungsfühlerelement, das auf dem länglichen Körper angeordnet ist und über eine Leitung, die durch die Nut läuft, ein Belastungssignal überträgt.
Schraube nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Positionierungsbasis, die aus einer konkaven Fläche des länglichen Körpers gebildet ist, um das Belastungsfühlerelement aufzunehmen.
Schraube nach Anspruch 1, bei welcher eine obere Fläche des Gewindeabschnitts mit der Nut konkav ausgebildet ist, um eine hexagonale Antriebsnut auszubilden.
Schraube nach Anspruch 3, bei welcher die Tiefe der hexagonalen Antriebsnut eine Hälfte der Dicke des Gewindeabschnitts, bei der die hexagonale Antriebsnut angeordnet ist, nicht überschreitet.
Schraube nach Anspruch 1, bei welcher der Schraubenhauptkörper einen Schraubenkopf und einen Schraubenkörper hat, wobei ein innerer Rand des Gewindeabschnitts mit der Nut mit einem unteren Ende des Schraubenkopfes gefluchtet ist und ein äußerer Rand des Gewindeabschnitts ohne Nut mit einem unteren Ende des Schraubenkörpers gefluchtet ist.