DE3150383A1 - Schraubenvorspannungsmessgeraet - Google Patents

Schraubenvorspannungsmessgeraet

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DE3150383A1
DE3150383A1 DE19813150383 DE3150383A DE3150383A1 DE 3150383 A1 DE3150383 A1 DE 3150383A1 DE 19813150383 DE19813150383 DE 19813150383 DE 3150383 A DE3150383 A DE 3150383A DE 3150383 A1 DE3150383 A1 DE 3150383A1
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screw
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measuring device
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B29/00Accessories
    • B25B29/02Bolt tensioners

Description

  • Schraubenvorspannungsmeßerät
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Schraubenvorspannunge meßgerät mit einem Steckschlüssel, der den für die Mutter bzw den Kopf der anzuziehenden Schraube passenden Viel kant enthält und ein mit einem Anzeigegerät verbundenes Meßelement, das die mechanische Spannung in ein elek trisches Signal umwandelt Ein derartiges Schraubenvorspannungsmeßgerät ist aus der DE-OS 24.29 278 bekannt In dieser ist ein Dreh momentschlüssel beschrieben, der ein Meßelement 9 nämlich zwei Widerstandsdehnungsmesser enthält, welche die mechanische Spannung in ein elektrisches Signal umwandeln.
  • Dieses Signal wird über eine Meßeinrichtung einem Anzeigegerät zugeführt 9 das in dem Steckschlüssel integriert ist. Die beiden Widerstandsdehnungsmesser sind bei dem bekannten Schraubenvorspannungsmeßgerät derart in einen Schaltkreis eingeschaltet, daß sie den einen Zweig einer Widerstandsbrücke bilden, der parallel zu einem Wider standsteiler liegt, welche den Bezugszweig der Brücke bildet. Diese wird ihrerseits entsprechend dem Schaltzustand von komplementären NAND Gattern abwechselnd an ihrem gegenüberliegenden Anschlüssen an Spannung gelegt. Das resultierende, wechselnde, unabgeglichene Brückenausgangssignal wird von einer Absolutwert=Diffeu rentialsohaltung aufgenommen und in ein Differentialausgangssignal umgewandelt, das während einer festen Zeitspanne integriert wird. Das bekannte Schraubenvorspannungsmeßgerät hat also einen verhältnismäßig kompli zierten und aufwendigen Aufbau und mißt auch nur das auf die Schraube ausgeübte Drehmoment. Ausgehend von diesem Wert kann dann über die gegebenen Dimensionen der Schraube und die Reibwerte auf die Schraubenvorspannung geschlossen werden.
  • Als Elemente zur Umwandlung einer mechanischen Spannung in ein elektrisches Signal sind als Quarzkristall-Meßunterlegscheiben ausgebildete piezoelektrische Kraftaufnehmer bekannt. Sie wandeln eine Kraft in eine Ladung um. Die Ladung wird in einem sogenannten Ladungsverstärker in eine elektrische Spannung umgewandelt. Die Anzeige dieser Spannung erfolgt auf übliche Art. Diese Quarzkristall-Meßunterlegscheiben sind in dem Firmenprospekt der Firma Kistler B 6,C11d 2.77 beschrieben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schraubenvorspannungsmeßgerät von möglichst einfachem Aufbau zu schaffen, das unmittelba.r die Schraubenvorspannung anzeigt.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schraubenvorspannungsmeßgerät der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß ein erster Steckschlüsselkörper mit dem Vielkant zur Aufnahme der Mutter bzw.
  • des Kopfes der anzuziehenden Schraube eine zentrale Gewindebohrung enthält, in die eine hinsichtlich Gewindedurchmesser und -steigung und Auflagefläche des Kopfes identisch mit der anzuziehenden Schraube ausgebildete Meßschraube eingeschraubt ist, wobei zwischen der Auflage des Kopfes der Meßschraube und der oberen Stirnfläche des ersten Steckschlüsselkörpers zumindest eine Distanzscheibe und eine Quarzkristall-Meßunterlegscheibe angeordnet sind und daß zum Anziehen de-r Schraube ein zweiter Schlüssel über dem Vielkant des Kopfes der Meßschraube gesteckt ist.
  • Dieses Schraubenvorspannungsmeßgerät arbeitet mit Hilfe der im ersten Steckschlüsselkörper angeordneten Meß schraube, die das gleiche Gewinde und die gleiche Schrau .
  • benkopfauflagefläche wie die anzuziehende Schraube be sitzt, nach einem Analogieschluß von der an der Meß schraube abzunehmenden auf die an der anzuziehenden Schraubverbindung herrschenden Spannung. Beim Anziehen der Schraubenverbindung mittels des zweiten Schlüssels wird das Anzugsmoment zuerst auf die Meßschraube im ersten Steckschlüsselkörper aufgebracht. Die Quarzkristall-Meßunterlegscheibe wird gegen den ersten Steckschlüssel körper gespannt. Nach Überschreiten des GleichgewichtsO zustandes der Reibmomente zwischen der Meßschraube und der anzuziehenden Schraube wird diese dann angezogen.
  • Die an der Quarzkristall-Meßunterlegscheibe abgenommene elektrische Spannung, die einem Anzeigegerät zugeführt ist, ist somit ein Maß für die Vorspannung der Schrauben verbindung. Die zwischen dem Kopf der Meßschraube und der QuarzkristallmMeßunterlegscheibe angeordneten Distanzscheiben vergleichmäßigen die Kraftübertragung auf die Meßunterlegscheibe.
  • Es ist vorteilhaft, daß als zweiter Schlüssel ein Steckschlüssel mit einem hielkant zur Aufnahme des Kopfes der Meßschraube verwendet ist, der einen Zylinderan satz aufweist, dessen Innenfläche an den Außenflächen des ersten Steckschlüsselkörpers im Bereich der Meß schraube anliegt. Dadurch wird die Abstützung des Schlüsw sels beim Anziehen der Schraubverbindung in eine tiefere Ebene, fast unmittelbar oberhalb des Kopfes bzw. der Mutter der Schraube gelegt, wie dies auch bei Verwendung eines normalen Steckschlüssels der Fall ist.
  • Um zu vermeiden, daß an der Abstützung des zweiten Steckschlüssels an den Außenflächen des ersten Stecksohlüsselkörpers im Bereich der Meßschraube Reibmomente auf treten kennen, empfiehlt es sich, an der Außenfläche des ersten Steckschlüsselkörpers dort einen Wälzkörper enthaltenden Käfig anzuordnen. Insbesondere kann dort ein Nadellager vorgesehen sein.
  • Mit geeigneten, an sich bekannten Elementen zur Zuführung einer Hilfsspannung und der von der Quarzkristall-Meßunterlegscheibe kommenden Meßspannung auf den zweiten Steckschlüssel können in diesen mit Vorteil die MeB-einrichtung und das Anzeigegerät integriert sein. Dies ergibt den Vorte-il, daß das gesamte Schraubenvorspannungsmeßgerät als tragbares Werkzeug ausgebildet ist.
  • Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. -1 zeigt einen Längsschnitt durch ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Schraubenvorspannungsmeßgerät und zum Teil durch die herzustellende Schraubenverbindung. Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig-. 1.
  • Die Schraube 1dient zur Befestigung des Teiles 2, z.B. des Polkörpers einer elektrischen Maschine, auf einen nicht dargestellten Tragkörper. Diese Befestigung soll mit einer bestimmten Vorspannung ausgeführt sein, die mit Hilfe des Schraubenvorspannungsmeßgerätes 3 gemessen wird.
  • Das Schraubenvorspannungsmeßgerät 3 besteht aus einem ersten Steckschlüsselkörper 4 und einem darauf aufsteckbaren zweiten Steckschlüssel 5. Der erste Steckschlüsselkörper 4 enthält den zur Aufnahme des Kopfes 6 der Mutter 1 dienenden Sechskant 7 und eine zentrale Gewindebohrung 8. In diese zentrale Gewindebohrung 8 ist eine Meßschraube 9 eingeschraubt, deren Gewindedurchmesser und Gewindesteigung sowie deren Auflagefläche 10 des Kopfes 11 identisch mit dem Gewinde und der Auflage fläche 12 des Kopfes 6 der Schraube 1 ausgebildet ist Zwischen der Auflagefläche 10 des Kopfes 11 der Meßschraube 9 und der oberen Stirnfläche 13 des ersten Steckschlüsselkörpers 4 sind zwei Distanzscheiben 14, 15 und eine Quarzkristall-Meßunterlegscheibe 16 angel ordnet. Die Quarzkristall Meßunterlegscheibe 16 ent hält einen Anschlußleiter 17 mit Hilfe dessen die in ihr entstehende elektrische Spannung in nicht zarge stellter Weise einer ebenfalls nicht dargestellten Meß einrichtung mit einem Anzeigegerät zugeführt wird Der zweite Steckschlüssel 5 weist einen Zylinderansatz 18 auf 9 dessen Oberseite mit einer Scheibe 19 geschlossen ist9 welche die Sechseckaussparung 20 zur Aufnahme des Kopfes 11 der Meßschraube 9 enthält An der Unterseite 21 stützt sich der Zylinder 18 mit seiner Innenfläche 22 auf der Außenfläche 23 des ersten Steckschlìsselo körpers 4 ab, die an dieser Stelle mit dem Nadellager 25 versehen ist Diese Abstützung liegt im Bereich der Meßschraube 9 unmittelbar oberhalb des Sechskants 7 zur Aufnahme des Kopfes 6 der Schraube 1. Außerdem enthält der zweite Steckschlüssel 5 im Zylinderansatz 18 eine kreissegmentförmige Aussparung 26, welche eine durch die an den Anschlußleiter 17 angeschlossene elektrische Leitung unbehinderte Drehung des Steckschlüssels 5 ermög licht Zum Anziehen der zur Befestigung dienenden Schraube 1 wird zunächst der erste Stecksohlüsselkörper 4mit der eingeschraubten Meßschraube 10 mittels seiner Sechseckaussparung 7 über den Kopf 6 der Schraube 1 gestülpt.
  • Weiterhin wird dann über den Kopf 11 der Meßschraube 9 der zweite Steckschlüssel 5 gesteckt, der sich mit seiner Innenfläche 22 rtifi das Nadellager 25 abstützt.
  • Durch Drehen des zweiten teckschlüsse1s 5 wird das Dreh moment zunächst auf die Meßschraube 9 aufgebracht.
  • Dabei wird die Ouarzkristall-Meßunterlegscheibe 16 gegen die Oberfläche 13 des ersten Steckschlüsselkörpers 4 gespannt. Nach Überschreiten des Gleichgewichtszustandes der Reibmomente zwischen der Meßschraube 9 und der anzuziehenden Schraube 1 wird dann diese über den ersten Steckschlüsselkörper 4 angezogen. Die an der Quarzkristall-Meßunterlegscheibe 9 mittels des Anschlußleiters 17 abgenommene elektrische Spannung ist dann im Analogschluß ein-Maß für die Vorspannung an der Schraube 1.

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Schraubenvorspannungsmeßgerät mit einem Steckachlüs der 7 der den für die Mutter bzw den Kopf der anzuziehen~ den Schraube passenden Vielkant enthält und ein mit einem Anzeigegerät verbundenes Meßelement, das die mechanische Spannung in ein elektrisches Signal umwandelt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß ein erster Steckschlüsselkörper (4) mit dem Viel kant (7) zur Aufnahme der Mutter bzw des Kopfes (6) der anzuziehenden Schraube (1) eine zentrale Gewindebohrung (8) enthält in die eine hinsichtlich Gewindet durchm,jesser und steigung und Auflagefläche (10) des Kopfes (11) identisch mit der anzuziehenden Schraube (1)-ausgebildete Meßschraube (9) eingeschraubt ist, wobei zwischen der Auflage des Kopfes (11) der Meßschraube (9) und der oberen Stirnfläche (13) des ersten Steckschlüsselkörpers (4) zumindest eine Distanzscheibe (1, 15) und eine Quarzkristall-Meßunterlegscheibe (16i angeordnet sind und daß zum Anziehen der Schraube (1) ein zweiter Schlüssel (5) über den Vielkant des Kopfes (11) der Meßschraube (9) gesteckt ist 2. Schraubenvorspannungsmeßgerät nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als zweiter Schlüssel (5) ein Steckschlüssel (5) mit einem Vielkant (2C) zur Aufnahme des Kopfes (11) der Meßschraube (9) verwendet ist, der einen Zylinderansatz (18) aufweist, dessen Innenfläche (22) an den Außenflächen (23) des ersten Steckschlüsselkörpers (4) im Bereich der Meß schraube (9) anliegt.
  2. 3. Schraubenvorspannungsmeßgerät nach Anspruch 2, d ad u r c h g e k e n n-z e i c h n e t , daß an der Außenfläche (23) des ersten Steckschlüsselkörpers (4) an der Anlageflcche für den zweiten Steckschlüssel (5) ein Wälzkörper enthaltender Käfig (25) angeordnet ist.
  3. 4. Schraubenvorspannungsmeßgerät nach Anspruch 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Käfig mit Wälzkörpern ein Nadellager (25) vorgesehen ist.
  4. 5. Schraubenvorspannungsmeßgerät nach Anspruch 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite Steckschlüssel (5) eine kreissegmentförmige Aussparung (26) für die Durchführung der Verbindungsleitung zwischen der Ouarzkristall-Meßunterlegscheibe (16) und dem Anzeigegerät enthält.
  5. 6. Schraubenvorspannungsmeßgerät nach Anspruch 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Anzeigegerät in dem zweiten Steckschlüssel (5) integriert ist.
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WO2018210865A1 (de) * 2017-05-15 2018-11-22 Steyr Motors Gmbh Anhänger mit hilfsantrieb

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Druckschrift B 6.011d2.77 der Firma Kistler, Quarzkristall -Meßunterlegscheiben TYPE 9001... TYPE 9091 SN... *

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