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Beschreibung:
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Vorrichtung zum Prüfen der Belastbarkeit von Befestigungselementen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Belastbarkeit von Befestigungselementen
wie Dübel, Schrauben, Gerüsthaken od. dgl. mit einer am Befestigungselement anbringbaren
Aufnahme, die über einen Schraubspindeltrieb mit Handrad unter eine bestimmte, an
einem Anzeigemeßinstrument ablesbare Zugkraft setzbar ist.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 25 13 670) hat man
bereits vorgesenen, eine Wegmeßuhr mittels einer Befestigungsschelle an der Unterseite
der Vorrichtung zu befestigen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche Anordnung
zu ungenau und unbequem ist, so daß ein eventuelles Nachgeben des zu prüfenden Befestigungselementes
in seiner unterlage mit einer solchen Anordnung nicht sicher festgestellt werden
kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden,
daß mit ihr ein Lockern und Nachgeben des Befestigungselementes in seiner Unterlage
beim Aufbringen einer entsprechenden Zugkraft genau gemessen werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am. Vorrichtungsgestell
ein mit seinem einen Ende an das Befestigungselement anlegbarer, starrer Fühler
beweglich gelagert und ein Wegmeßinstrument vorgesehen ist, welches durch das andere
Ende des Fühlers betätigbar ist.
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Die nachstehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels dient im
Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum
Prüfen der Belastbarkeit von Befestigungselementen entlang der Linie 1-1 in Fig.
2; Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 und
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 jedoch in anderer Blickrichtung.
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An einer z. B. aus Aluminium gefertigten, im wesentlichen dreieckigen
Platte 1 mit drei Eckbereichen 2, 3 und 4 sind 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- cder Kunststoffplatte od. dgl. handeln.
Die Unterlage 8 nimmt das zu prüfende Befestigungselement 9, z. B. gemäß Fig. 1
einen Schraubbolzen auf. Das Befestigungselement 9 kann entweder direkt in die Unterlage
8 eingeschraubt oder eingegossen oder dort auch mit Hilfe eines Dübels lo 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 im wesentlichen parallel zur Unterlage 8 mit ihrer
Mitte genau über dem zu prüfenden Befestigungselement 9 ausgerichtet werden.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Füße 5, 6 und 7
in
den Bereichen 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.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Aufnahme 14 auf, 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 als Schraubbolzen ausgebildeten Befestigungselement 9 und dem Zwischenstück
15 durch eine aufgeschraubte Mutter 16. An die Stelle der Mutter 16 könnte auch
der übliche Kopf einer Maschinen- oder Holzschraube od. dgl. treten. Durch Drehen
eines Handrades 17 kann die Aufnahme 14 mittels einer Schraubspindel und Gleitführung
in an sich bekannter Weise nach oben gezogen werden, so daß auf das Befestigungselement
9 eine bestimmte Zugkraft ausübbar ist, die durch Vermittlung einer ebenfalls an
sich bekannten, in einem Gehäuse 39 untergebrachten Kraftmeßdose an einem Kraft-Anzeigeinstrument
18 (z. B. ein Manometer) ablesbar ist. Das Anzeigeinstrument 18 kann einen die jeweils
ausgeübte Kraft unmittelbar angebenden Zeiger 19 (Fig. 2) sowie einen von diesem
Zeiger mitgenommenen Schleppzeiger 20 aufweisen, der in bekannter Weise nach Ausführung
eines Testes bei der ausgeübten Maximalkraft stehen bleibt und diese permanent anzeigt.
Die zwischen der Platte 1 und der Aufnahme 14 gelegenen Teile der Vorrichtung sind
von einem flexiblen Faltenbalg 43 umschlossen.
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Im Betrieb der soweit beschriebenen Vorrichtung richtet sich eine
mit der Aufnahme 14 verbundene Achse wegen eines zwischengeschalteten (nicht dargestellten)
Schräggelenklagers 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 17 und dem damit verbundenen Anheben der Aufnahme 14, die auf das
zu prüfende Befestigungselement 9 eine Zugkraft ausübt, wird eine entsprechende
Druckkraft auf die oben erwähnte Kraftmeßdose ausgeübt, die dann vom Anzeigeinstrument
18 abgelesen werden kann.
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Wie dargestellt, weist die Aufnahme 14 eine rillenartige Gleitführung
44 auf, in welche das Zwischenstück 15 seitlich einschiebbar ist. Zur kraft- und
formschlüssigen Verbindung weist das Zwischenstück 15 einen auskragenden Rand auf,
der in die Gleitführung 44 eingreift.
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Das Zwischenstück 15 wird mit einer unteren öffnung über das z. B.
als Schraubbolzen ausgebildete Befestigungselement 9 geschoben. Hierauf wird die
Mutter 16 aufgeschraubt, die nun im Innern des Zwischenstücks auf einem nach innen
einkragenden Rand 45 des Zwischenstücks 15 - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
einer Unterlegscheibe 46. - aufliegt. Nunmehr wird die Vorrichtung mit der Aufnahme
14 seitlich über das Zwischenstück 15 geschoben und durch die verstellbaren Füße
5, 6 und 7 entsprechend ausgerichtet. Anschließend wird durch Drehen des Handrades
eine Zugkraft auf das Befestigungselement 9 ausgeübt und durch das Anzeigeinstrument
18 gemessen.
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Gewöhnlich erfolgt die Prüfung in der Weise, daß bei vorgegebener
Belastbarkeit durch Verdrehen des Handrades 17 eine dieser Belastbarkeit entsprechende,
am Anzeigeinstrument 18 ablesbare Zugkraft auf das zu prüfende Befestigungselement
ausgeübt wird. Hierdurch läßt sich der Nachweis der statisch geforderten Anzugsfestigkeit
des Befestigungselementes erbringen.
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Ist das zu prüfende Befestigungselement 9 und/oder der zugehörige
Dübel 10 nicht fest in der Unterlage 8 verankert, so findet bei
Anwendung
einer bestimmten Zugkraft eine Lockerung und ein Nachgeben des Befestigungselementes
in Richtung der wirkenden Kraft statt. Dabei bewegt sich das Befestigungselement
9 in Kraftrichtung über eine bestimmte, wenn auch kleine Wegstrecke.
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Wenn man wissen möchte, bei welcher Zugkraft das Befestigungselement
seine Bewegung beginnt, müssen Einrichtungen vorhanden sein, welche den Beginn der
Bewegung anhand des zurückgelegten Weges feststellen lassen. Eine solche Einrichtung
umfaßt einen Fühler 51, der bei der dargestellten Ausführungsform aus einem hin-
und herverschieblichen Stift 52 besteht. Der Stift 52 ist in einer als Buchse 53
ausgebildeten Gleitführung gleitbar gelagert. Die Buchse 53 ist seinerseits gestellfest
in der Platte gelagert. Von dem einen (in der Zeichnung unten gelegenen) Ende des
Fühlers 51 steht seitlich starr ein Arm 54 ab, der durch eine entsprechend große
Aussparung der Aufnahme 14 und des Zwischenstücks 15 in das Innere dieser Teile
ragt und dort auf dem zu prüfenden Befestigungselement 9 aufliegt. Eine zwischen
der Unterseite der Platte 1 und dem Arm 54 angeordnete Rückholfeder 55 hält das
freie Ende des Armes 54 in Anlage am Befestigungselement 9. Wie insbesondere aus
Fig. 3 hervorgeht, ist an dem über die Oberseite der Platte 1 empor stehenden Ende
56 des Fühlers 51 ein kleiner Klotz 57 befestigt, der eine Schrägfläche 58 aufweist.
Mittels einer gerändelten Stellschraube 59 (Fig. 2) ist die Lage des Klotzes 57
auf dem freien Ende 56 des Stiftes 52 einstellbar. In der Normallage liegt der Klotz
57 auf einer Grundplatte 61 oder der Oberfläche der Platte 1 auf. Am Vorrichtungsgestell,
also an der Platte 1 ist weiterhin mittels einer Halterung 62 und einer Stellschraube
63 der Schaft 64 eines Wegmeßinstruments 65 justierbar gelagert. Im Schaft 64 verläuft
in herkömmlicher Weise gleitverschieblich ein Taststift 66, dessen freies Ende mit
der Schrägfläche 58 in Berührung ist. Gewöhnlich ist dieses freie Ende des Taststiftes
66
mit einer drehbar gelagerten Kugel versehen, um Reibungsverluste
möglichst klein zu halten.
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Wenn im Betrieb bei Ausübung einer Zugkraft bestimmter Größe das Befestigungselement
9 nachzugeben beginnt und sich dabei über eine kleine, in Kraftrichtung verlaufende
Wegstrecke bewegt, wird der mit dem Arm 54 am Befestigungselement 9 anliegende Stift
52 gegen die Wirkung der Feder 55 nach oben geschoben. Dabei wird der Klotz 57 mit
der Schrägfläche 58 mitgenommen, so daß der an der Schrägfläche 58 anliegende Taststift
66 (in Fig. 3 nach rechts) verschoben wird und eine entsprechende Anzeige am Wegmeßinstrument
65 liefert. Auf diese Weise kann der Moment festgehalten werden, in dem das Befestigungselement
nachgibt oder sich lockert. Die in diesem Moment an das Befestigungselement 9 angelegte
Zugkraft ist dann gleich oder bereits etwas größer als die maximal an das Befestigungselement
anlegbare Kraft.
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Die dargestellte und beschriebene Wegmeßeinrichtung ist konstruktiv
sehr einfach aufgebaut und daher wenig störanfällig. Sie liefert weiterhin aufgrund
ihrer Einfachheit außerordentlich genaue Meßergebnisse.
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Der Fühler 51 braucht nicht unbedingt gleitverschieblich gelagert
zu sein. Er könnte auch als ein mit seinem einen Ende am Befestigungselement 9 angreifender
Hebel ausgebildet sein, der mit seinem anderen Ende das Wegmeßinstrument 65 betätigt.