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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schraubenverbindungselement, insbesondere ein Schraubenverbindungselement, welches bei einer festen Verriegelung des Schraubenverbindungselements mit einem Objekt die axiale Dehnung / Spannung erfassen kann.
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Stand der Technik
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Es ist allgemein bekannt, dass in der Regel Schraubenverbindungselemente wie Bolzen, Schrauben und Schraubenmuttern für die zu kombinierenden / zu befestigenden Stellen verwendet werden, welche in den verschiedenen Bereichen als Befestigungs- oder Kombinationselemente für zwei (oder mehr) Objekte fungieren (z.B. für Maschinen, Präzisionsinstrumente oder Baukonstruktionen) und das Objekt durch eine einfache Verriegelungs- oder Verschraubungsmethode fest verschrauben und kombinieren. Allerdings ist, wenn die Schraubenverbindungselemente für hochpräzise Anforderungen bei High-Tech-Ausrüstungen oder für hohe Sicherheitsanforderungen bei Baukonstruktionen verwendet werden, nicht nur eine feste Verbindung der Verbindungsteile miteinander erforderlich, sondern auch eine präzise Verriegelungskraft für die Verbindung. Wenn die Verriegelungskraft zu gering oder zu stark ausfällt, können nicht nur die Anforderungen an den Entwurf nicht zur Genüge erfüllt werden, sondern darüber hinaus werden auch noch zusätzlich Funktion und Sicherheit bei der Benutzung der verriegelten Objekte (beispielsweise bei Maschinen) beeinträchtigt. Um die Verriegelungskraft / das Verriegelungsdrehmoment zu erfassen wird am herkömmlichen Bolzen oder an der Schraube ein Sensor angeordnet. Wenn der Bolzen / die Schraube das Objekt fest verriegelt, kann der Benutzer mittels des Sensors den Verformungsgrad des Bolzens detektieren, um die Verriegelungskraft / das Verriegelungsdrehmoment zu erfahren, so dass der Benutzer die Verriegelungskraft des Bolzens kontrollieren kann, um die Anforderungen an eine hohe Präzision und eine hohe Sicherheit zu erfüllen.
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Aufgabe der Erfindung
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Die oben genannte herkömmliche Technik basiert hauptsächlich darauf, dass die Detektion der Beziehung zwischen Kraft und Verformung des Schraubenverbindungselements zur Erkennung der Verriegelungskraft des Schraubenverbindungselements dient. In der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich eine alternative Sensortechnik für die Detektion des Verriegelungsgrads des Schraubenverbindungselements bereitgestellt, bei der durch andere Gestaltungsmethoden exaktere und deutlichere Spannungsänderungen erhalten werden können, dadurch der Verriegelungsgrad des Schraubenverbindungselements exakt und deutlich erfasst werden kann, um die Genauigkeit der Verriegelung des Schraubenverbindungselements zu verbessern.
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Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Schraubenverbindungselement mit Dehnungs- / Spannungsdetektion bereitzustellen, wobei mindestens eine Aufnahmewanne in der vertieften Oberfläche des Schraubgewindes des Schraubenverbindungselements angeordnet ist. Dadurch, dass sich die Aufnahmewanne nahe zur Oberfläche des Schraubenverbindungselements befindet, kann das Erfassungselement in der Aufnahmewanne, wenn das Schraubenverbindungselement eingeschraubt und verriegelt wird, die Dehnung / Spannung des Schraubenverbindungselements in axialer Richtung exakt erfassen.
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Das erfindungsgemäße Schraubenverbindungselement mit Spannungsdetektion beinhaltet mindestens eine axiale Richtung, wobei ein Schraubgewinde entlang der axialen Richtung vorgesehen ist, mindestens eine Aufnahmewanne, die durch eine vertiefte Umfangsoberfläche des Schraubgewindes des Schraubenverbindungselements gebildet wird und mindestens ein Erfassungselement, welches in einer Aufnahmewanne angeordnet ist, um die axiale Spannung des Schraubenverbindungselements zu erfassen. Wenn das Schraubenverbindungselement ein Objekt fest verriegelt, wird eine axiale Dehnung / Spannung erzeugt. Da sich das Erfassungselement nahe zum Schraubgewinde des Schraubenverbindungselements befindet, kann dieses die Größe der Dehnung exakt erfassen, so dass eine exakte Verriegelungskraft des Schraubenverbindungselements erhalten werden kann, um dadurch die Genauigkeit des Verriegelungsgrads des Schraubenverbindungselements zu erhöhen.
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Kurzbeschreibung der Darstellungen
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Um die Ziele, die Merkmale und die erreichten Wirkungen der vorliegenden Erfindung völlig zu verstehen, werden nachfolgend die bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben:
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung des Schraubenverbindungselements der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung gemäß 1;
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3 zeigt eine Vorderansicht gemäß 1;
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4 zeigt eine Längsschnittdarstellung gemäß 1;
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5 zeigt eine schematische Darstellung des Schraubenverbindungselements der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Verschraubung eines zu verriegelnden Objekts;
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6 zeigt eine weitere perspektivische Explosionsdarstellung des Schraubenverbindungselements der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt eine Schnittansicht des Schraubenverbindungselements der zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Schraubenverbindungselements der dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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9 zeigt eine perspektivische Darstellung des Schraubenverbindungselements der vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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9A zeigt eine Schnittansicht gemäß 9;
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10 zeigt eine perspektivische Darstellung des Schraubenverbindungselements der fünften bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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10A zeigt eine Schnittansicht gemäß 10;
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11 zeigt eine perspektivische Darstellung des Schraubenverbindungselements der sechsten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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11A zeigt eine Schnittansicht gemäß 11.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Bezugnehmend auf 1 und 2 des Schraubenverbindungselements der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wird das Schraubenverbindungselement 20 mit einem Erfassungselement 30 versehen, um den Dehnungszustand und die Spannung des Schraubenverbindungselements 20 zu detektieren. Das Schraubenverbindungselement 20 kann hierbei ein Bolzen oder eine Schraubenmutter sein. Diejenigen Elemente, welche in der Lage sind sich entlang ihrer eigenen Achse zu drehen und sich zu verschrauben, fallen unter den Schutzbereich der Ansprüche der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schraubenverbindungselement beispielsweise ein Bolzen. Der Bolzen 20‘ beinhaltet ein Kopfteil 22 und ein auf der Unterseite des Kopfteils 22 angeordnetes Stangenbauteil 24, wobei das Kopfteil 22 für die Verbindung mit Handwerkzeugen, wie z.B. einem Schraubenschlüssel, zur Verfügung steht, so dass jene Handwerkzeuge das Schraubenverbindungselement drehen können. Die Konstruktionen und Formen des Kopfteils 22 sind nicht nur auf die der vorliegenden Ausführungsformen beschränkt. Das Kopfteil 22 kann mit unterschiedlichen Konstruktionen und Formen hergestellt werden, um an unterschiedliche Schraubenschlüssel angepasst zu werden. Die äußere Umfangsoberfläche des Stangenbauteils 24 ist mit einem Schraubgewinde S versehen, wobei der Bolzen 20‘ eine axiale Richtung C aufweist, die entlang der vertikalen Richtung des Stangenbauteils verläuft, wobei das Schraubgewinde S entlang dieser axialen Richtung C auf der Umfangsoberfläche des Stangenbauteils 24 ausgebildet ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Aufnahmewannen G (es kann aber auch eine sein) auf der Umfangsoberfläche des Schraubgewindes S des Stangenbauteils 24 in vertiefter Weise angeordnet, wobei die beiden Aufnahmewannen G entlang der axialen Richtung C ausgebildet sind und sich nahe zur Oberfläche des Schraubgewindes S befinden, wobei die beiden Aufnahmewannen G entgegengesetzt zueinander liegen und somit in einem Winkel von 180 Grad zueinander stehen, wobei ein oberes und ein unteres Ende entlang der axialen Richtung C auf den Wandflächen der beiden Aufnahmewannen angeordnet sind, wobei die Länge zwischen dem oberen und unteren Ende größer ist als die Breite zwischen diesen, so dass sich die Längsrichtung der Aufnahmewannen G in Richtung der axialen Richtung C des Bolzens 20‘ befindet.
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Das Erfassungselement, welches ein Dehnungselement 32 und einen Sensor 34 beinhaltet, ist in einer Aufnahmewanne G angeordnet, wobei das Dehnungselement 32 eine Dehnbarkeit und vorzugsweise eine scheibenförmige oder plattenförmige Form aufweist (z.B. Metallblech oder Metallplatte), wobei das Dehnungselement 32 eine empfindliche Änderbarkeit bei der Dehnung aufweist, wobei das Dehnungselement 32 durch ein Kleben oder Einfügen auf der Wandfläche der Aufnahmewanne G angeordnet sein kann. Oder die beiden Enden 321, 322 des Dehnungselements 32 sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, jeweils mittels eines Befestigungselements 40 in der Aufnahmewanne G fest angeordnet, wobei die beiden Enden des Dehnungselements entlang der axialen Richtung C jeweils ein Dehnungsende 321, 322 ausbilden und zu den beiden Enden der vertikalen Richtung der Aufnahmewannen G entsprechend liegen. Es ist erwähnenswert, dass die Aufnahmewanne G den Verformungsgrad des Schraubgewindes S, da sich die Aufnahmewanne G nahe zur Oberfläche des Schraubgewindes S befindet, wenn das Schraubgewinde S durch Kraft gedehnt wird, genau reflektieren kann. Der Sensor 34 ist auf dem Dehnungselement 32 angeordnet und kann die Veränderung der Dehnung des Dehnungselements 32 in der Aufnahmewanne G erfassen. Der Sensor 34 kann ein Spannungsmesser, ein Dehnungsmesser oder ein Sensorelement mit integriertem Sensorchip sein und die erfassten Informationen durch einen kabelgebundenen oder kabellosen Datenübertragungsmodus übertragen, wobei für die kabellosen Datenübertragungsmodi beispielsweise Infrarot, Bluetooth oder elektromagnetische Wellen in Frage kommen, wobei die Datenübertragungsmodi des Sensors jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
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Bezugnehmend auf 4 wird in der vorliegenden Ausführungsform die Kabelübertragung als Beispiel gezeigt. Am Bolzen 20’ ist von der Deckfläche des Kopfteils 22 entlang der axialen Richtung C ein Durchgang 26 nach innen angeordnet, wobei sich der Durchgang 26 bis zum Stangenbauteil 24 verlängert. Am Stangenbauteil 24 ist mindestens eine Durchgangsbohrung 27 vorgesehen, die mit dem Durchgang 26 und mit allen Aufnahmewannen G verbunden ist. Ferner kann ein abgesenktes Teil 25 auf der Deckfläche des Kopfteils 22 angeordnet sein. Dadurch kann mindestens ein Draht 60 mittels des Durchgangs 26 und der Durchgangsbohrung 27 mit allen Erfassungselementen verbunden sein, so dass die Daten des Erfassungselements 30 durch den Draht 60 übertragen werden können.
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Bezugnehmend auf 5 des Verwendungszustands der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Bolzen 20‘ mindestens ein zu verriegelndes Objekt auf. Wie bereits gezeigt, steckt das Stangenbauteil 24 des Bolzens 20‘ durch das Durchgangsloch des zu verriegelnden Objekts 70 durch und ist mit einem Schraubenloch des Sockels 80 (oder einer Schraubenmutter) verbunden. Wenn der Bolzen 20’ eingeschraubt ist, liegt das Kopfteil 22 an das verriegelte Objekt 70 an, wobei das Schraubgewinde S des Stangenbauteils 24 mit dem Schraubengewinde 81 des Sockels 80 kontaktiert und die beiden dadurch miteinander im Eingriff stehen, wobei sich das Schraubgewinde S und das Schraubengewinde 81 des Sockels 80 gegenseitig verengen, womit der Bolzen 20’ in axialer Richtung C einen gestreckten Zustand aufweist, wobei die Dehnung / Spannung T und die Verriegelungskraft zueinander proportional sind, wobei sich das Dehnungselement 32 gleichzeitig mit dem Bolzen verlängert. Bei der Dehnungsreaktion des Bolzens ist die Dehnungsreaktion der äußeren Umfangsoberfläche (d.h. des Schraubgewindes S) deutlich höher als die im Inneren des Bolzens, wobei die Stellen der Aufnahmewannen G nahe des Schraubgewindes S korrekt und exakt auf die Spannungsänderungen der Dehnung / Spannung T entlang der axialen Richtung C reagieren können, so dass das Dehnungselement des Erfassungselements 30 die Dehnungen synchron erzeugt, womit die Veränderungen der Dehnung / Spannung T gezeigt werden, wobei der Sensor 34 die Veränderungen der Dehnung / Spannung T der beiden Enden 321, 322 des Dehnungselements 32 entlang der axialen Richtung C unmittelbar erfassen und in Verriegelungskraft des Bolzens 20’ umwandeln kann, wobei diese mittels einer kabelgebundenen oder einer kabellosen Methode zu einem externen Gerät (nicht gezeigt) übertragen wird, wodurch die Verriegelungskraft des Bolzens 20’ korrekt und exakt erhalten werden kann, um somit die Präzision des Verriegelungsgrads zu verbessern. In der vorliegenden Erfindung ermöglicht der Sensor 34 die Spannkraft an der nächstgelegenen Stelle vom Schraubgewinde S zu erfassen, wodurch genauere Messwerte gewährleistet werden können. Ferner kann die Umwandlung der Spannkraft des Bolzens 20’ in Verriegelungskraft direkt durch den Sensor 34 oder durch den Empfänger durchgeführt werden, wobei der Verriegelungsgrad des Bolzens 20’ erhalten werden kann, so dass nach der Verschraubung des Bolzens die Veränderung der Verriegelungskraft des Bolzens 20’ überwacht werden kann.
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Bezugnehmend auf 6 kann in der ersten Ausführungsform an jeder der Aufnahmewannen G ein Schutzdeckel 50 anordnet werden, um das Erfassungselement 30 zu verstauen und gegen Staub, Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen.
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Bezugnehmend auf 7 des Schraubenverbindungselements der zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dieser vorliegenden Ausführungsform ein Bolzen als Beispiel gezeigt. Am Bolzen 20’ sind zwei Aufnahmewannen G angeordnet, die zurückgesetzt im Schraubgewinde S des Stangenbauteils 24 ausgebildet sind, wobei sich die beiden Aufnahmewannen G entlang der axialen Richtung C an verschiedenen Höhenpositionen des Stangenbauteils 24 befinden, wobei zwei Erfassungselemente 30 auf einer oberen und einer unteren Position der Aufnahmewannen G angeordnet sind. Wie bei der ersten Ausführungsform, können die Erfassungselemente 30, wenn der Bolzen 20’ verschraubt wird, auf den verschiedenen Positionen die Dehnung / Spannung T an den verschiedenen Höhenpositionen des Bolzens 20’ (des Schraubenverbindungselements 20) entlang der axialen Richtung C erfassen, wodurch eine noch genauere und exaktere Verriegelungskraft erhalten werden kann.
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Bezugnehmend auf 8 des Schraubenverbindungselements der dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch in dieser vorliegenden Ausführungsform ein Bolzen als Beispiel gezeigt. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform liegt der Unterschied bei der vorliegenden Ausführungsform darin, dass das Erfassungselement 30 nur mit einem Sensor 34 ausgestattet wird, wobei der Sensor 34 durch ein Kleben oder Einfügen auf der Wandfläche der Aufnahmewanne G angeordnet ist oder die beiden Enden 321, 322 des Dehnungselements 32 jeweils mittels eines Befestigungselements 40 in der Aufnahmewanne G fest angeordnet sind, womit zwei Dehnungsenden 341, 342 an den beiden Enden des Sensors 34 in axialer Richtung C ausgebildet sind, so dass sich diese mit der Dehnung des Bolzens verlängern können, um die Spannkraft des Schraubenverbindungselements zu erfassen. Der Sensor 34 kann ein Spannungsmesser, ein Dehnungsmesser oder ein Sensorelement mit integriertem Sensorchip sein und die erfassten Informationen durch einen kabelgebundenen oder kabellosen Datenübertragungsmodus übertragen.
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Wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform, wird, wenn das Schraubgewinde S des Stangenbauteils 24 verriegelt wird, eine Dehnung / Spannung in axialer Richtung C des Bolzens 20’ erzeugt, wobei die Dehnung / Spannung und die Verriegelungskraft zueinander proportional sind. Der Sensor 34 ermöglicht eine exaktere und deutlichere Detektion der Dehnung / Spannung in der axialen Richtung C des Bolzens und eine Umwandelung dieser in Verriegelungskraft des Bolzens 20’, wobei diese mittels einer kabelgebundenen oder kabellosen Methode zu einem externen Gerät (nicht gezeigt) übertragen wird, wodurch die Verriegelungskraft des Bolzens 20’ erhalten werden kann.
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Bezugnehmend auf 9 und 9A des Schraubenverbindungselements der vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dieser vorliegenden Ausführungsform eine Schraubenmutter als Beispiel gezeigt. Die Schraubenmutter 20’’ beinhaltet einen Hauptkörper 28 und ein im Inneren des Hauptkörpers 28 angeordnetes Schraubloch 29, wobei der Hauptkörper 28 für die Verbindung mit Handwerkzeugen, wie z.B. einem Schraubenschlüssel, vorgesehen ist, wodurch die Handwerkzeuge das Schraubenverbindungselement drehen können. Die Konstruktionen und Formen des Hauptkörpers 28 beschränken sich nicht nur auf die der vorliegenden Ausführungsformen. Der Hauptkörper 28 kann mit unterschiedlichen Konstruktionen und Formen hergestellt werden, um an unterschiedliche Schraubenschlüssel angepasst zu sein. Die axiale Richtung C des Schraubenverbindungselements 20 stellt die axiale Richtung des Schraublochs 29 dar, wobei das Schraubgewinde S auf der Lochwand des Schraublochs 29 entlang der axialen Richtung C des Schraubenverbindungselements 20 angeordnet ist. Ein oder zwei Aufnahmewannen G sind auf der Umfangsoberfläche des Schraubgewinde S des Schraublochs 29 in vertiefter Weise angeordnet, wobei sich die vertikale Richtung der Aufnahmewanne G in der axialen Richtung C befindet, wobei das Erfassungselement 30 durch ein Kleben oder Einfügen auf der Unterseite der Aufnahmewanne G angeordnet ist, wobei das Erfassungselement 30 ein Sensor 34 sein kann und mit Draht 60 verbunden sein kann, um die erfassten Informationen zu übertragen (das Erfassungselement 30 kann aber auch durch einen kabellosen Datenübertragungsmodus übertragen). Darüber hinaus steckt ein Ende der Aufnahmewannen G in der vorliegenden Ausführungsform durch eine Endfläche des Hauptkörpers 28 durch (siehe Fig. 9), wodurch mindestens ein Ende der Aufnahmewannen G ein offenes Ende g ausbildet, so dass der Draht 60 nach der Verbindung mit dem Erfassungselement 30 durch das offene Ende g aus der Schraubenmutter 20‘‘ herausführen kann.
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Wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform empfängt das Schraubgewinde S des Schraublochs 29, wenn die Schraubenmutter 20‘‘ zusammen mit einem Bolzen ein zu verriegelndes Objekt verschraubt, eine Kraft, wodurch eine Dehnung / Spannung in axialer Richtung C der Schraubenmutter 20‘‘ erzeugt wird, wobei die Dehnung / Spannung und die Verriegelungskraft zueinander proportional sind, wobei das Erfassungselement 30 die Veränderungen der Dehnung / Spannung der Schraubenmutter 20‘‘ in axialer Richtung C direkt erfassen kann, um die Verriegelungskraft der Schraubenmutter 20‘‘ zu erhalten, wobei das Schraubgewinde S des Schraublochs 29 die Position der maximalen Verformungsgröße der Schraubenmutter 20‘‘ darstellt, wobei das Erfassungselement 30 durch die Anordnung der Aufnahmewannen G im Schraubgewinde S exakt die Dehnung / Spannung der Schraubenmutter erfassen kann.
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Wenn der Sensor 34 unmittelbar in einer Aufnahmewanne G angeordnet ist, erfasst der Sensor selbst direkt die Dehnungsveränderung des Schraubenverbindungselements 20 (des Bolzens oder der Schraubenmutter).
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Bezugnehmend auf 10 und 10A des Schraubenverbindungselements der fünften bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dieser vorliegenden Ausführungsform wiederum eine Schraubenmutter als Beispiel gezeigt. Im Vergleich zur vierten Ausführungsform liegt der Unterschied bei der vorliegenden Ausführungsform darin, dass das Erfassungselement 30 ein Sensor 34 ist, wobei zwei Dehnungsenden 341, 342 an den beiden Enden des Sensors 34 entlang der axialen Richtung C ausgebildet sind, wobei diese entsprechend zu den zwei Enden der vertikalen Richtung der Aufnahmewannen G liegen und mittels von zwei Befestigungselementen befestigt werden.
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Genau wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform empfängt das Schraubgewinde S des Schraublochs 29, wenn die Schraubenmutter 20‘‘ das zu verriegelnde Objekt verschraubt, eine Kraft, wobei eine Dehnung / Spannung in der axialen Richtung C der Schraubenmutter erzeugt wird, wobei die Dehnung / Spannung und die Verriegelungskraft zueinander proportional sind. Durch die Dehnungsveränderungen der beiden Dehnungsenden 341, 342 des Sensors 34 des Erfassungselements 30 kann der Sensor 34 die Dehnung / Spannung des Dehnungselements und der Schraubenmutter 20‘‘ in der axialen Richtung C erfassen und eine Umwandelung dieser in Verriegelungskraft des Bolzens 20’ ermöglichen, wobei diese mittels einer kabelgebundenen (z.B. Draht 60) oder einer kabellosen Methode zu einem externen Gerät (nicht gezeigt) übertragen wird, wodurch die Verriegelungskraft der Schraubenmutter erhalten werden kann.
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Bezugnehmend auf 11 und 11A des Schraubenverbindungselements der sechsten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dieser vorliegenden Ausführungsform eine Schraubenmutter als Beispiel gezeigt. Im Vergleich zur fünften Ausführungsform liegt der Unterschied bei der vorliegenden Ausführungsform darin, dass das Erfassungselement 30 ein Dehnungselement 32 und einen auf dem Dehnungselement 32 angeordneten Sensor 34 beinhaltet, wobei das Dehnungselement 32 eine Dehnbarkeit aufweist, um eine empfindliche Dehnungsveränderung bereitzustellen, wobei das Dehnungselement 32 durch ein Kleben in einer Aufnahmewanne G angeordnet wird oder dadurch, dass die zwei Enden 321, 322 mittels von zwei Befestigungselementen 40 in der Aufnahmewanne fest angeordnet sind, wobei sich das Dehnungselement 32 in axialer Richtung C mit der Dehnung der Schraubenmutter verändert und dehnt, wobei der Sensor die Dehnungsveränderung des Dehnungselements 32 erfasst.
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Wenn die Schraubenmutter 20‘‘ das zu verriegelnde Objekt verriegelt, empfängt das Schraubgewinde S des Schraublochs 29 eine Kraft, womit eine Dehnung / Spannung in axialer Richtung C erzeugt wird, wobei sich das Dehnungselement 32 mit der Spannkraft der Schraubenmutter und entlang der axialen Richtung C dehnt und verändert, wobei der Sensor 34 die Dehnungsveränderung des Dehnungselements 32 erfassen kann, um die Verriegelungskraft der Schraubenmutter zu erhalten.
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Das Hauptmerkmal des erfindungsgemäßen Schraubenverbindungselements mit Dehnungs- / Spannungsdetektion liegt darin, dass mindestens eine Aufnahmewanne an jener Stelle am Schraubenverbindungselement zurückgesetzt angeordnet ist, an welcher es beim Schraubgewinde zur maximalen Verformung kommt, wobei mindestens ein Erfassungselement in den Aufnahmewannen angeordnet ist, wodurch sich das Erfassungselement nahe zur Oberfläche des Schraubgewindes befindet, so dass eine exakte Verriegelungskraft des Schraubenverbindungselements erhalten werden kann, um die Genauigkeit des Verriegelungsgrads des Schraubenverbindungselements zu verbessern.
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Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Schraubenverbindungselement mit Dehnungs- / Spannungsdetektion bereit, das eine axiale Richtung aufweist, wobei ein Schraubgewinde entlang der axialen Richtung angeordnet ist, mindestens eine Aufnahmewanne beinhaltet, welche durch eine vertiefte Umfangsoberfläche des Schraubgewindes des Schraubenverbindungselements gebildet wird und mindestens ein Erfassungselement beinhaltet, welches, um die axiale Spannung des Schraubenverbindungselements zu erfassen, in einer Aufnahmewanne angeordnet ist. Wenn das Schraubenverbindungselement ein Objekt fest verriegelt, wird eine axiale Dehnung / Spannung erzeugt. Da sich das Erfassungselement nahe zum Schraubgewinde des Schraubenverbindungselements befindet, kann dieses die Größe der Dehnung exakt erfassen, so dass die exakte Verriegelungskraft des Schraubenverbindungselements erhalten werden kann, um dadurch die Genauigkeit des Verriegelungsgrads des Schraubenverbindungselements zu verbessern.
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Die oben erwähnten Ausführungsbeispiele dienen lediglich zur Illustration der gegenwärtigen Erfindung und sind nicht gedacht, den Zweck der gegenwätigen Erfindung in jeglicher Weise einzuschränken. Die oben erwähnten Ausführungsbeispiele können in vielerlei Weise modifiziert werden, ohne dabei vom ursrünglichen Zweck der gegenwärtigen Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 20
- Schraubenverbindungselement
- C
- axiale Richtung
- S
- Schraubgewinde
- G
- Aufnahmewanne
- T
- Dehnung / Spannung
- 30
- Erfassungselement
- 32
- Dehnungselement
- 321, 322
- zwei Enden (Dehnungsende)
- 34
- Sensor
- 341, 342
- zwei Enden (Dehnungsende)
- 40
- Befestigungselement
- 50
- Schutzdeckel
- 20’
- Bolzen
- 22
- Kopfteil
- 24
- Stangenbauteil
- 25
- abgesenktes Teil
- 26
- Durchgang
- 27
- Durchgangsbohrung
- 20‘‘
- Schraubenmutter
- 28
- Hauptkörper
- 29
- Schraubloch
- 60
- Draht
- 70
- zu verriegelndes Objekt
- 80
- Sockel
- 81
- Schraubengewinde
