DE2116582A1

DE2116582A1 - Torque-limiting screw bolt

Info

Publication number: DE2116582A1
Application number: DE19712116582
Authority: DE
Inventors: Robert W. Woodland Hills; Piponniau Pierre Culver City Calif. Graves (V.St.A.). F16b 37-12
Original assignee: Aeroquip AG
Current assignee: Aeroquip AG
Priority date: 1970-04-08
Filing date: 1971-04-05
Publication date: 1971-11-04
Also published as: JPS464209A; DE2116582C3; FR2089169A5; JPS4832534B2; CA946188A; DE2116582B2; GB1324150A

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

dr.ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZdr.ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK Dipl.-Phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN 111HAMBURG-MUNICH 111

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ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMJPHGJB ■ NEUER WALL 41 ADDRESS FOR SERVICE: HAMJPHGJB ■ NEUER WALL 41

TEL. 38 74 88 UND 36 41 10TEL. 38 74 88 AND 36 41 10

TELEGH. NEßEDAPATENT HAMBURGTELEGH. NEßEDAPATENT HAMBURG

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23 MUNICH 15 MOZARTSTR. 23

Aeroquip AG ^IEl·"""·Aeroquip AG ^IEl """"

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_B u u * 4. „-, Hamburg, 2. April 1971 _B uu * 4. "-, Hamburg, April 2, 1971

Bahnhofstr. 17Bahnhofstrasse 17th

Torque-limiting screw bolt

Die Erfindung betrifft einen drehmomentbegrenzenden Schraubenbolzen zum Zusammenziehen zweier mit Löchern versehener Teile, insbesondere die Drehzapfen einer zvreiteiligen Ring- oderlbhrklemme, von denen das eine Teil ein Loch mit Innengewinde aufweist.The invention relates to a torque-limiting screw bolt for drawing two with holes together provided parts, in particular the pivot pins of a two-part ring or ring clamp, one of which Part has a hole with an internal thread.

Derartige Schraubbolzen, die insbesondere bei Ringklemmen oder Rohrkupplungen verwendet werden, müssen mit einem vorbestimmten Drehmoment angezogen werden, um einen Bruch des Bolzens zu vermeiden.Such bolts, which are used in particular for ring clamps or pipe couplings, must tightened with a predetermined torque in order to avoid breakage of the bolt.

Es sind verschiedene Arten derartiger Schraubbolzen bekannt, die unterschiedliche Mangel aufweisen, die in erster Linie darin zu sehen sind, daß die Schraubbolzen teils kompliziert im Aufbau und teuer in der Herstellung sind, und daß sie unter anderem einer be-There are different types of such screw bolts are known, which have different deficiencies primarily to be seen in the fact that the screw bolts are sometimes complicated in structure and expensive in the Production, and that they are, among other things, a

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trächtlichen Zugspannung ausgesetzt werden, ehe das vorgeschriebene Drehmoment erreicht ist, so daß es in einigen Fällen ein Abreißen der Schraubenbolzen zur Folge hatte.considerable tensile stress before the prescribed torque has been reached, so that in some cases the screw bolts may tear off resulted in.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin einen Schraubbolzen der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der einfach im Aufbau und wirtschaftuch herstellbar ist. Der aus mehreren Teilen bestehende Schraubbolzen soll in vormontiertem Zustand eine vorbestimmte Druckspannung aufweisen, die beim Zusammenspannen der Teile der Zugspannung entgegenwirkt. Die Druckvorspannung soll so gewählt sein, daß sich die Teile des Schraubbolzens bei Erreichen des vorbestimten Anzugdrehmomentes relativ zueinander verdrehen und ein Überschreiten des Drehmoments verhindern.The object on which the invention is based is a screw bolt of the type mentioned at the beginning to create that is easy to assemble and economical can be produced. The screw bolt, which consists of several parts, should have a predetermined one in the pre-assembled state Have compressive stress that counteracts the tensile stress when the parts are clamped together. the Compressive preload should be chosen so that the parts of the screw bolt when the predetermined Turn the tightening torque relative to each other and prevent the torque from being exceeded.

Diese Aufgabenstellung wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schraubenbolzen aus einem hohlen äußeren Teil mit einem Kopf, einem glatten Abschnitt und einem Außengewindeabschnitt und einem das äußere Teil koaxial durchgreifenden inneren, massiven, zylindrischen Teil mit einem auf dem Kopf des äußeren Teils aufliegenden Kopf, einem glatten Abschnitt und einemThis object is achieved according to the invention in that the screw bolt consists of a hollow one outer part with a head, a smooth section and an externally threaded section and one the outer Part coaxially penetrating inner, massive, cylindrical part with one on the head of the outer part resting head, a smooth section and a

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Außengewindeabschnitt besteht, auf welche letzteres eine am Ende des äußeren Teils angreifende Mutter geschraubt ist, die eine Druckspannung im äußeren Teil erzeugt, und daß der Schraubbolzen sich durch das Durchgangsloch des einen Teiles erstreckt und mit dem Außengewindeabschnitt des äußeren Teiles in das Innen-gev/inde des anderen der zusammenzuziehenden Teile eingeschraubt ist, wobei eine Drehung des ■ mit seinem Kopf aufliegenden inneren Teils eine gemeinsame Drehung beider Schraubbolzenteile und ein Zusammenziehen der festzuspannenden Teile bewirkt, bis die am äußeren Schraubbolzenteil wirksame Reibung ausreicht, um es gegenüber dem sich drehenden, inneren Schraubbizenteil stationär zu halten, so daß die im äußeren Schraubbolzenteil erzeugte Zugspannung wenigstens teilweise der zuvor erzeugten Druckspannung entgegenwirkt.There is an external thread section, on which the latter a nut engaging at the end of the outer part is screwed, which creates a compressive stress in the outer part, and that the screw bolt through the through hole of the one part extends and with the externally threaded portion of the outer part in the inside gev / inde of the other of those to be contracted Parts is screwed in, with a rotation of the ■ resting with his head inner part a common Rotation of both screw bolt parts and a tightening of the parts to be tightened causes until the effective friction on the outer screw bolt part is sufficient to move it against the rotating, inner one Screw bite part to keep stationary, so that the tensile stress generated in the outer bolt part at least partially counteracts the previously generated compressive stress.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß der innere Schraubbolzenteil und die darauf geschraubte Mutter eine Vorrichtung aufweisen, die die Druckvorspannung im äußeren Schraubbolzenteil beim Anziehen de?? Mutter des inneren Schraubboizenteils anzeigte Biese A^x-lge^orz^Iclitung kannA preferred embodiment of the subject matter of the invention provides that the inner screw bolt part and the nut screwed on it a device have that the compressive preload in the outer screw bolt part when tightening de ?? Nut of the inner bolt part indicated piping A ^ x-lge ^ orz ^ Iclitung can

aus Löchern bestehen, die in der Mutter und dem inneren Schraubbolzenteil vorgesehen sind.consist of holes provided in the nut and the inner bolt part.

In zweckmäßiger Ausgestaltung sieht die Erfindung vor_? daß der Außendurchmesser der Mutter kleiner als der Kerndurchmesser des Außengewindes des äußeren Schraubbolzenteils ist.In an expedient embodiment, the invention provides _? that the outer diameter of the nut is smaller than the core diameter of the external thread of the outer screw bolt part.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes soll nunmehr anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben werden. Es zeigen:An exemplary embodiment of the subject matter of the invention will now be based on the accompanying drawing to be discribed. Show it:

Fig» 1 eine Draufsicht einer Kupplung, die zwei drehmomentbegrenzende Schraubbolzen gemäß der Erfindung aufweist;Fig. 1 is a plan view of a coupling, the two having torque-limiting bolts according to the invention;

Fig_o 2 eine Endansicht der Kupplung nach Fig. 11 undFIG _o 2 is an end view of the clutch of FIG. 11 and

Fig₀ 3 einen axialen Schnitt durch den Schraubbolzen und die zu verbindenden Kupplungsteile in vergrößertem Maßstab. ₀ 3 shows an axial section through the screw bolt and the coupling parts to be connected on an enlarged scale.

Der Schraubbolzen g@MsJ3 άύτ Erfindung ist im ganzen mit 11 bezeichnete Ie Fig_o" 1 werden zwei derartigeThe screw bolt g @ MsJ3 άύτ invention is designated as a whole with 11 Ie Fig _o "1 are two such

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Schraubbolzen verwendet, um die beiden Hälften 12 und 13 einer Ringklemme zu verbinden, die als Kupplung für zwei Rohrenden oder dergleichen dient. Die Kupplungshälfte 12 ist mit zwei Drehzapfen 14 an ihren äußeren Enden versehen, die Durchgangslöcher 16, wie in Fig. 3 gezeigt, aufweisen. Die Kupplungshälfte 13 weist ebenfalls an ihren äußeren Enden Drehzapfen 15 auf, die mit einem Innengewinde 17 versehen sind. Die Drehzapfen 14 und 15 sind in Augen 18 bzw. 19 der Kupplungshälften 12 und 13 drehbar geüqgert, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.Screw bolts used to connect the two halves 12 and 13 of a ring clamp that acts as a coupling is used for two pipe ends or the like. The coupling half 12 is with two pivot pins 14 on their provided outer ends having through holes 16 as shown in FIG. The coupling half 13 also has pivot pins 15 at their outer ends, which are provided with an internal thread 17. The pivot pins 14 and 15 are geüqgert rotatably in eyes 18 and 19 of the coupling halves 12 and 13, as this can be seen from FIG.

Der Aufbau des Schraubbolzen 11 ist am besten aus Fig. 3 ersichtlich. Der Schraubbolzen besteht aus einem inneren Schraubbolzenteil 21 und einem äußeren Schraubbolzenteil 22. Der innere Schraubbolzenteil ist massiv zylindrisch ausgebildet und hat einen Kopf 23 am einen Ende,einen gewindefreien Abschnitt und einen Gewindeabschnitt 24 am gegenüberliegenden Ende. Der Schraubbolzenteil 22 ist kürzer als der Schraubbolzenteil 21 und hohl ausgebildet und weist einen Kopf am einen Ende, einen gewindefreien Abschnitt und einen Außengewindeabschnitt 26 am anderen Ende auf.The structure of the screw bolt 11 can best be seen from FIG. The bolt consists of one inner bolt part 21 and an outer bolt part 22. The inner bolt part is solidly cylindrical and has a head 23 at one end, a thread-free section and a threaded portion 24 at the opposite end. The screw bolt part 22 is shorter than the screw bolt part 21 and hollow and has a head at one end, a thread-free section and an externally threaded portion 26 at the other end.

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Die Länge des inneren Schraubbolzenteils 21 ist derart, daß es aus dem gegenüberliegenden Ende des Schraubbolzenteils 22 vorsteht. Der Kopf 23 des Schraubbolzenteils 21 ist so ausgebildet, daß ein Drehmoment erzeugendes Werkzeug, z*B. ein Schraubenschlüssel, angesetzt werden kann. Der Kopf 23 hat eine plane untere Fläche 27, die auf der oberen planen Fläche 28 des Kopfes 25 anliegt. Der Kopf 25 bildet eine Schulter 29, die an einem abgeflachten Abschnitt 31 des Drehzapfens 14 angreift, wobei sich der Schraubbolzen durch die Durchgangsbohrung 16 des Drehzapfens 14 erstreckt.The length of the inner bolt part 21 is such that it extends from the opposite end of the bolt part 22 protrudes. The head 23 of the screw bolt part 21 is formed so that a torque generating Tool, e.g. a wrench, can be attached. The head 23 has a flat lower one Surface 27 which rests on the upper flat surface 28 of the head 25. The head 25 forms a shoulder 29, which engages a flattened portion 31 of the pivot pin 14, the screw bolt through the Through hole 16 of the pivot pin 14 extends.

Bevor der Schraubbolzen 11 in den Drehzapfen 14 und 15 angebracht wird, ist er vormontiert, indem der Schraubenbolzenteil 21 durch den Schraubbolzenteil 22 geschoben und eine Mutter 32 auf das Gewinde 24 des inneren Schraubbolzenteils 21 geschraubt ist. Die Mutter wird angezogen, bis sie am äußeren Ende 33 des äußeren Schraubbolzenteils 22 angreift, wobei sie weiter angezogen wird, bis ein Anzeigeloch 34 in der Mutter 32 mit einem ähnlichen Loch 35 im Gewindeabschnitt 24 des inneren Schraubbolzenteils 21 fluchtet. Wenn dies eintritt, ist der äußere Schraubbolzenteil 22 einem vorbestimmten Druck unterworfen.Before the screw bolt 11 is fitted in the pivot pins 14 and 15, it is preassembled by the screw bolt part 21 pushed through the screw bolt part 22 and a nut 32 on the thread 24 of the inner bolt part 21 is screwed. The nut is tightened until it is at the outer end 33 of the outer bolt part 22 engages, wherein it is further tightened until an indicator hole 34 in the Nut 32 is aligned with a similar hole 35 in the threaded portion 24 of the inner bolt part 21. When this occurs, the outer bolt portion 22 is subjected to a predetermined pressure.

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Der zusammengebaute Schraübbolzen 11 wird dann durch die Durchgangsbohrung 16 des Drehzapfens 14 geschoben und in die Gewindebohrung 17 des Drehzapfens 15 eingeschraubt. Für diessn Zweck ist der Durchmesser der Mutter 32 klein genug gehalten, daß die Mutter durch das Innengewinde 17 geschoben werden kann. Das Außengewinde 26 des äußeren Schraubbolzenteils 22 summt mit dem Innengewinde 17 überein und der Schraubbolzen 11The assembled screw bolt 11 is then through the through hole 16 of the pivot pin 14 is pushed and screwed into the threaded hole 17 of the pivot pin 15. For this purpose the diameter is the Mother 32 kept small enough that the mother could get through the internal thread 17 can be pushed. The external thread 26 of the outer screw bolt part 22 hums with it the internal thread 17 and the screw bolt 11

25 wird solange gedreht, bis der Kopf/auf dem Drehzapfen25 is rotated until the head / on the pivot pin

14 zum Aufsitzen kommt.14 comes to sit up.

Der Schrabbolzen 11 wird dann durch ein am Kopf 23 angreifendes Werkzeug weiter gedreht, wobei die Drehzapfen 14 und 15 zusammengezogen werden. Wäfrend dieser Drehung drehen sich die Schraubbolzenteile 21 und 22 gemeinsam infolge ihres Reibungssohlusses. Das Zusammenziehen der Drehzapfen 14 und 15 erzeugt eine Kraft in dem Schraubbolzenteil 22, die der Druckspannung entgegenwirkt, die zuvor bei der Vormontage erzeugt wurde. Die beiden Kräfte neigen somit dazu, sich gegenseitig aufzuheben, so daß die verbleibende Spannung im äußeren Schraubbolzenteil 22 verhältnismäßig gering wird.The scraping bolt 11 is then secured by an on the head 23 attacking tool further rotated, the pivot pins 14 and 15 are drawn together. Throwing this Rotation, the bolt parts 21 and 22 rotate together due to their friction sole. The contraction the pivot pin 14 and 15 generates a force in the screw bolt part 22 which counteracts the compressive stress, which was previously generated during pre-assembly. The two forces thus tend to be mutually exclusive cancel, so that the remaining tension in the outer Screw bolt part 22 is relatively small.

Wenn die Reibungskräfte an der Unterseite 29 des Kopfes 25 und an dem Gewinde 26 des äußeren Schraubbolzen-When the frictional forces at the bottom 29 of the head 25 and on the thread 26 of the outer screw bolt

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teils 22 sich ausreichend aufgebaut haben, bewirkt eine weitere Drehung des Kopfes 23, daß sich der innere Schraubbolzenteil 21 und die Mutter 32 relativ gegenüber dem äußeren Schraubbolzenteil 22 drehen, da letzterer durch die Reibungskräfte am Drehen gehindert ist. Hierdurch wird angezeigt, daß die richtige Klemmkraft zwischen den Kupplungsh'älften 12 und 13 aufgebracht worden ist.partly 22 have built up sufficiently, a further rotation of the head 23 causes the inner screw bolt part 21 and the nut 32 relative to the outer screw bolt part 22 rotate, since the latter is prevented from rotating by the frictional forces. This indicates that the correct clamping force between the coupling halves 12 and 13 has been applied.

Es wird darauf hingewiesen, daß gewisse Abänderungen des Aufbaues vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Beispielsweise könnte der Drehzapfen 15 mit einer glatten Durchgangsbohrung versehen sein, durch die der äußere Schraubbolzenteil 22 geschoben werden könnte. Eine auf das Außengewinde dieses Teils geschraubte Mutter würde dann das Gewinde des Drehzapfens 15 ersetzen. Gleichfalls kann es in bestimmten Fällen wünschenswert sein, den Durchmesser der Mutter 32 größer zu halten und eine Unterlegscheibe zwischen der Mutter 32 und dem Ende 33 d§s äußeren Schraubbolzenteils 22 anzuordnen, um ein Fressen dieser Teile zu verhindern. Bei dieser Ausbildung würdeIt should be noted that certain changes to the structure can be made without to deviate from the inventive idea. For example, the pivot pin 15 could have a smooth through hole be provided through which the outer bolt part 22 could be pushed. One A nut screwed onto the external thread of this part would then replace the thread of the pivot pin 15. Likewise, in certain cases it may be desirable to change the diameter of the nut 32 to keep larger and a washer between the nut 32 and the end 33 of the outer bolt part 22 to be arranged to prevent seizure of these parts. With this training would

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es wahrscheinlich vorteilhaft sein, den Drehzapfen 14 als offenen Sattel auszubilden, da es notwendig sein würde, den äußeren Schraubbolzenteil einzuschrauben, bevor die Mutter 32 bis zu der gewünschten Druckvorspannung angezogen werden kann· Die offene Sattelkonstruktion würde erlauben, daß der Kopf des äußeren Schraubbolzenteils in seine Stellung abgesenkt wird, anstatt durch das Loch im Drehzapfen eingeführt zu werden.it will likely be beneficial to the pivot 14 to be designed as an open saddle, since it would be necessary to screw in the outer screw bolt part, before the nut 32 can be tightened to the desired compressive preload · The open saddle construction would allow the head of the outer bolt part to be lowered into position, instead of being inserted through the hole in the pivot.

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Claims

Patent claims:

1. Torque limiting screw bolt for tightening two parts provided with holes, in particular pivot pins of a two-part pipe coupling, one of which has a hole Has internal thread, characterized in that the screw bolt (11) consists of a hollow outer Part (22) with a head (25), a smooth section and an externally threaded section (26) and a coaxially penetrating outer part (22) inner, solid, cylindrical part (21) with one on the head (25) of the outer part (22) resting head (23), a smooth section and an externally threaded portion (24) on which the latter one at the end of the outer Part (22) engaging nut (32) is screwed, which creates a compressive stress in the outer part (22) generated, and that the screw bolt (11) through the through hole (16) of one part (14) extends and with the external thread section (26) of the outer part (22) in the internal thread (17) of the other (15) of the parts to be contracted

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le (14, 15) is screwed in, whereby a rotation of the inner part (21) resting with its head (25) causes a common rotation of both screw bolt parts and a tightening of the parts (14, 15) to be tightened , until the parts (14, 15) on the outer screw bolt part (22 ) effective friction is sufficient to keep it stationary with respect to the rotating inner screw bolt part (21) so that the tensile stress generated in the outer screw bolt part (22) at least partially counteracts the previously generated compressive stress,

2. Screw bolt according to claim 1, characterized in that that the inner screw bolt part (21) and the nut (32) screwed thereon have a device (34, 35), the compressive bias in the outer bolt part (22) when tightening the nut 32 of the inner Indicates bolt part (21).

3. Screw bolt according to claim 2, characterized in that that the display device consists of holes (34, 35) in the nut (32) and your inner screw bolt part (21) are provided.

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4-r screw bolt according to one of claims 1-3, characterized characterized in that the outer diameter of the nut (32) is smaller than the core diameter of the external thread (26) of the outer screw bolt part (22).

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