DE2513670C2 - Vorrichtung zum Prüfen der Belastbarkeit von Befestigungselementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Belastbarkeit von Befestigungselementen wie Dübel, Schrauben, Gerüsthaken und dgl. mit einer am Befestigungselement anbringbaren, unter eine meßbare Zugkraft setzbaren Aufnahme.

Es sind Vorrichtungen dieser Gattung bekannt, die die Belastbarkeit der Befestigungselemente mittels einer Hebelübersetzung und einer Federwaage bestimmen. Es wurde auch schon vorgeschlagen, die erforderliche Zugkraft hydraulisch auf das Befestigungselement aufzubringen. Im ersten Fall ist die Apparatur kompliziert und instabil, im zweiten Fall bringen Reibungsverluste an unvermeidlichen Dichtungen eine zu große Ungenauigkeit in die Messung hinein.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den geschilderten Mangeln abzuhelfen und eine einfache Vorrichtung zum Prüfen der Belastbarkeit von Befestigungselementen vorzuschlagen, die stabil und leicht hantierbar ist, praktisch wartungs- und störungsfrei arbeitet und dennoch genaue Meßresultate liefert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß frei über dem zu prüfenden Befestigungselement in einem Schräggelenklager ein Führungsrohr abgestützt ist; in dem unverdrehbar eine an einem Ende mit der Aufnahme verbundene Achse gleitet, daß die Achse an ihrem der Aufnahme abgekehrten, anderen Ende mit einem Außengewinde versehen ist, an dem eine über ein Handrad verdrehbare Mutter angreift, und daß die Mutter über ein Drucklager auf einer mit Anzeige.instrument versehenen Kraftmeßdose abgestützt ist.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang der Linie 1-1 in Fig.2:

F i g. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Vorrichtung entlang der Linie3-3in Fig. 2;

F i g. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig.3;

F i g. 5 eine Seitenansicht eines Zwischenstückes und

Fig. 6 das Zwischenstück aus Fig. 5 in anderer Ansicht.

Wie aus Fig. I und 2 hervorgeht, sind an einer z. B. aus Aluminium gefertigten Platte 1, die sternförmig mit drei Armen 2, 3 und 4 gestaltet ist, drei Füße 5, 6 und 7 angeordnet, mit deren Hilfe die Platte 1 in bestimmter Höhe über einer Unterlage 8 abstützbar ist. Bei der Unterlage kann es sich beispielsweise um einen Betonfußboden, eine Betonwand, eine Wand aus Stein, eine Holz- oder Kunststoffplatte oder dgl. handeln. Die Unterlage 8 nimmt das zu prüfende Befestigungsele= ment, ζ. B. gemäß F i g. 1 einen Schraubbolzen 9 auf. Das Befestigungselement kann entweder direkt in die Unterlage 8 eingeschraubt oder eingegossen oder dort auch mit Hilfe eines Dübels 10 verankert sein. Die Füße 5, 6 und 7 bestehen aus zwei durch Schraubgewinde relativ zueinander stufenlos verstellbaren Teilen 11,12, wobei das Teil 11 mit Abstütztellern 13 versehen ist.

Durch Verstellen des Teiles 11 im Teil 12 können Unebenheiten in der Unterlage 8 ausgeglichen und die Platte 1 im wesentlichen parallel zur Unterlage 8 mit ihrer Mitte genau über dem zu prüfenden Befestigungselement 9 ausgerichtet werden. Wie insbesondere aus Fig.2 hervorgeht, sind die Füße 5, 6 und 7 an den Armen 2, 3 und 4 der Platte 1 mittels Muttern 21 in Schlitzen 22 gehalten. Nach Lösen der Muttern 21 können die Füße 5, 6 und 7 radial zum Mittelpunkt der Platte 1 hin verstellt werden.

In später noch zu beschreibender Weise ist an der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Aufnahme 14 vorgesehen, die über ein Zwischenstück 15 kraft- oder formschlüssig mit dem zu prüfenden Befestigungselement 9 verbindbar ist Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Verbindung zwischen dem Befestigungselement 9, welches als Schraubbolzen ausgebildet ist, und dem Zwischenstück 15 durch eine aufgeschraubte Mutter 16. An die Stelle der Mutter 16 könnte auch der übliche Kopf einer Maschinen- oder Holzschraube oder dgl. treten. Durch Drehen eines

gezogen werden, so daß auf das Befestigungselement 9 eine bestimmte Kraft ausübbar ist, die an einem Anzeigeinstrument 18 ablesbar ist. Das Anzeigeinstrument 18 kann einen die jeweils ausgeübte Kraft unmittelbar angebenden Zeiger 19 (F i g. 2) sowie einen von diesem Zeiger mitgenommenen Schleppzeiger 20 aufweisen, der in bekannter Weise nach Ausführung eines Testes bei der ausgeübten Maximalkraft stehenbleibt und diese permanent anzeigt.

F i g. 3 zeigt den konstruktiven Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Aufnahme 14 ist fest, z. B. durch Verschraubung, mit dem unteren Ende einer Achse 23 verbunden, die unve: drehbar in einem Führungsrohr 24 gleitet. Hierzu weist die Achse 23 eine achsparallel verlaufende Nut 25 auf, in welche eine im Führungsrohr 24 befestigte Schraube 26 hineinragt. Die Achse 23 ist an ihrem der Aufnahme 14 abgekehrten Ende mit Außengewindt versehen, welches in eine mit dem Handrad 17 drehschlüssig verbundene Mutter 27 eingeschraubt ist. Die in die Nut 25 ragende Sciiraube 26 verhindert ein unbeabsichtigtes Herausdrehen der Achse 23 aus der Mutter 27. Die Mutter 27 stützt sich mit einer Schulter 28 an einem oberen Lagerteil 29 ab. das mittels eines als Kugellager ausgebildeten Wälzlagers 31 drehbar auf einem unteren Lagerteil 32 aufruht. Der untere Lagerteil 32 sitzt auf der Oberseite einer handelsüblichen, austauschbar in der Vorrichtung angeordneten Kraftmeßdose 33. die über eine Leitung 34 mit dem z. B. als Manometer ausgebildeten Anzeigeinstrument 18 verbunden ist. Die Kraftmeßdose 33 ist ihrerseits über einen Zwischenflansch 35 auf einem Kugelkörper 36 abgestützt, der in einer Kugelschale 37 universal verschwenkbar gelagert ist. Die beiden Teile 36 und 37 vermitteln fur das den Zwischenflansch 35 durchdringende Führungsrohr 24 und damit für die Achse 23 ein Schräggelenklager. Die Kuyelschale 37 endlich sitzt fest in einer entsprechenden Aussparung der Platte 1. Das untere Lagerteil 32 ist flanschartig 'starr mit dem Führungsrohr 24 verbunden, welches seinerseits im Zwischenflansch 35 — gegen Drehung gesichert (z. B. durch die Schraube 26) — gleitbar ist und an seinem unteren Ende eine Nutmutter 38 trägt.
Der zwischen der Plätte 1 und dem Handrad 17 gelegene Teil der Vorrichtung ist von einem Gehäuse 39' überfangen. Das Gehäuse 39 weist einen Schlitz 41 auf.

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65 durch den hindurch die Leitung 34 für das Anzeigeinstrument 18 austritt Die Schlitzbreite ist dem Durchmesser der Leitung 34 angepaßt, so daß die sta/r mit der Leitung 34 verbundene Kraftmeßdose durch die im Schlitz angeordnete Leitung verdrehungssicher im Gehäuse 39 gehalten ist, das seinerseits mittels Schrauben 42 fest mit der Platte 1 verbunden ist. Die zwischen der Platte 1 und der Aufnahme 14 gelegenen Teile der Vorrichtung sind von einem flexiblen Faltenbalg 43 umschlossen.

Im Betrieb der Vorrichtung richtet sich die Achse 23 wegen der Lagerung im Schräggelenklager 36, 37 von selbst koaxial mit dem zu prüfenden Befestigungselement 9 aus, so daß die Prüfkraft stets axial in den Prüfling eingeleitet wird. Beim Drehen des Handrades 7 und dem damit verbundenen Anheben der Aufnahm? 14, die auf das zu prüfende Befestigungselement eine Zugkraft ausübt, wird von der Mutter 28 über das als Drucklager wirkende Wälzlager 31 und die zugeordneten Lagerteile 29,32 eine entsprechende Druckkraft auf die Kraftmeßdose 33 ausgeübt, die v.- 1 Anzeigeinstrument 18 abgelesen werden kann.

Fig.4 zeigt einen Schnitt der Aufnahme 14. Diese weist eine rillenartige Gleitführung 44 auf, in welche das Zwischenstück 15 in Richtung des Pfeiles A in Fig.4 seitlich e'nschiebbar ist. Zur kraft- und formschlüssigen Verbindung weist das Zwischenstück 15 einen auskragenden Rand 45 auf, der in die Gleitführung 44 eingreift.

Das Zwischenstück 15 wird mit einer unteren Öffnung 46 über das z. B. als Schraubbolzeii ausgebildete Befestigungselement 9 geschoben. Hierauf wird die Mutter 16 aufgeschraubt, die im Innern des Zwischenstücks 15 liegt. Nunmehr wird die Vorrichtung mit der Aufnahme 14 seitlich über das Zwischenstück geschoben und durch die verstellbaren Füße 5, 6 und 7 entsprechend ausgerichtet. Anschließend wird durch Drehen des Handrades 17 die Zugkraft auf das Befestigungselement 9 ausgeübt

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung könnte das Zwischenstück 15, wie in F i g. 3 angedeutet, an seiner unteren öffnung 46 auch mit Gewinde verse.ien sein, so daß es direkt auf das zu prüfende Befestigungselement aufgeschraubt werden kann.

Bei der in F i g. 5 und 6 dargestellten Ausfiihrungsform weist das zu prüfende Befestigungselement 9 an seiner Oberseite eine Öse 47 auf. In diesem Falle wird ein mit der Aufnahme 14 verbindbares Zwischenstück 48 verwendet, welches mit Öffnungen zum Einbringen eines die öse 47 durchdringenden Bolzens 49 versehen ist. Auf diese Weise lassen sich Ösenschrauben prüfen. Entsprechend angepaßte Zwischenstücke werden für die Prüfung von Gerüsthaken, Holzschrauben, usw verwendet.

Das "Ά hräggelenklager 35, 37 läßt eine Schrägstellung bis zu etwa 15°, vorzugsweise 10°, zu. Die Mindestverstellbarke.t beträgt 5°. Gewöhnlich erfolgt die Prüfung in der Weise, daß bei vorgegebener Belastbarkeit durch Verdrehen des Handrades eine dieser Belastbarkeit entsprechende, am Anzeigeinstrument 18 ablesbare Zugkraft auf das zu prüfende Befestigungselement ausgeübt wird. Hierdurch läßt sich der Nachweis der statisch geforderten AuszugfeSiigkeit erbingen. Die Vorrichtung eignet sich jedoch auch zur Ermittlung desjenigen Grenzwertes, bei der sich das Befestigungselement in der Unterlage zu .lockern beginnt. Um ein eventuelles Nachgeben des .Befestigungselementes oder eines dieses umschließenden Dübels in der Unterlage 8 zu erkennen, kann eine Kraft-

oder Wegmeßuhr mittels einer Befestigungsschelle an der Unterseite der Vorrichtung befestigt werden. Nach Abnahme des Gehäuses 39 lassen sich Kraftmeßdosen 33 für verschiedene Meßbereiche einsetzen.

als Sechskantmuttern auch als Rändelmutiern ausgebildet sein, so daß eine radiale Einstellung der Füße manuell ohne besonderes Werkzeug erfolgen kann. Die Rändelmuttern können dabei ohne Unterlegscheiben

Die Muttern 21 an den Füßen 5, 6 und 7 können statt 5 verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Prüfen der Belastbarkeit von Befestigungselementen wie Dübel, Schrauben, Gerüsthaken oder dgl. mit einer am Befestigungselement anbringbaren, unter eine meßbare Zugkraft setzbaren Aufnahme, dadurch gekennzeichnet, daß frei über dem zu prüfenden Befestigungselement (9) in einem Schräggelenklager (36, 37) ein Führungsrohr (24) abgestützt ist, in dem unverdrehbar eine an einem Ende mit der Aufnahme (14) verbundene Achse (23) gleitet, daß die Achse (23) an ihrem der Aufnahme (14) abgekehrten, anderen Ende mit einem Außengewinde versehen ist, an dem eine über ein Handrad (17) verdrehbare Mutter (27) angreift, und daß die Mutter (28) über ein Drucklager (31) auf einer mit Anzeigeinstrument (18) versehenen Kraftmeßdose (33) abgestützt ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jas Schräggelenklager (36, 37) auf einer Platte (1) angeordnet ist, die über drei in ihrer Länge einstellbare Füße (5, 6, 7) an der das Befestigungselement (9) tragenden Unterlage (8) abgestützt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Füßer (5, 6, 7) stufenlos verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der Füße (5, 6, 7) vom Schräggelenklager (36, 37) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach eiwem de Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise aus Aluminium gefertigte Platte (1) die Form eines dreiarmigen Sternes hat und jeder Arm (2,3,4) einen Schlitz (22) zur Aufnahme und Verstellung der Füße (5,6,7) aufweist

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (24) mit einem flanschartigen, unteren Lagerteil (32) auf der Kraftmeßdose (33) aufruht und die Mutter (27) durch eine Schulter (28) an einem oberen Lagerteil (29) abgestützt ist und daß zwischen unterem und oberem Lagerteil ein auf Druck belastbares Wälzlager (31) angeordnet ist

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schräggelenklager (36, 37), die Kraftmeßdose (33) und das Drucklager (31) von einem fest mit der Platte (1) verbundenen Gehäuse (39) überfangen sind, das zur drehgesicherten Herausführung des Anzeigeinstrumentes (18) einen Schlitz (41) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (14) mit einer Führung (44) zur Einführung eines am Befestigungselement (9) angreifenden Zwischenstücks (15, 48) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück mit dem Kopf einer Schraube, einer Öse (47) oder einem Haken verbindbar ist.

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (15) auf das zu prüfende Befestigungselement (9) aufschraubbar ist.