DE3210825A1

DE3210825A1 - Zugpruef- und reckvorrichtung fuer einen von einer flaeche vorspringenden bolzen

Info

Publication number: DE3210825A1
Application number: DE19823210825
Authority: DE
Inventors: Heinz Ernst 8045 Ismaning Kotzlowski
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1982-03-24
Publication date: 1983-02-24
Also published as: FR2528577A1; GB2107476B; FR2528577B1; GB2107476A

Description

24. März 1982 11229 Dr.v.B/Ri

Zugprüf- und Reckvorrichtung für einen von einer Fläche vorspringenden Bolzen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zugprüf- und Reckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Beim Apparatebau werden häufig Schraubenbolzen durch Lichtbogenschweißung oder dergleichen stumpf an einer Fläche einer Apparatur angeschweißt. In ähnlicher Weise werden auch Kopfbolzendübel und Betonanker angebracht. In vielen Fällen muß dabei die Festigkeit der Verbindung geprüft werden. Die bisher üblichen Prüfverfahren sind ungenau, umständlich und zeitraubend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugprüfvorrichtung anzugeben, die ein-schnelles, einfaches und zuverlässiges zerstörungsfreies Prüfen der Festigkeit der Befestigung eines von einer Fläche vorsprinaenden Bolzens.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Zugprüfvorrichtung gelöst.
30

Die vorliegende Zugprüfvorrichtung ermöglicht es, die Festigkeit der Befestigung vorspringender Bolzen, worunter irgendwelche stab- oder stiftförmigen Bauelemente verstanden werden sollen, zu prüfen. Insbesondere er- *" möglicht es die vorliegende Zugprüfvorrichtung, aufgeschweißte Gewindebolzen direkt am Bauteil rationell

auf ihre Zugfestigkeit prüfen zu können, ohne sie einer prüfwertverfälschenden Torsion oder Biegung auszusetzen.

Mit der vorliegenden Vorrichtung können auch - aufgeschweißte Kopfbolzendübel und Betonanker auf ihre Zugfestigkeit geprüft werden;

- Schraub-, Schweiß-, Lot-, Klebe- und Klemmbefestigungen stiftförmiger Elemente auf ihre Tragfestigkeit überprüft werden;

- stiftförmige Bauteile kontrolliert gereckt werden, um beispielsweise Schweiß- und Lötstellen kalt zu verfestigen und Längentoleranzen auszugleichen, oder an Blechen einen Bördelrand zu formen, usw.;

- Zug- und Dehnungsmessungen, die üblicherweise nur im Labor mit stationären Zugprüfmaschinen durchgeführt werden, direkt am Bauteil vorgenommen werden.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Zugprüf- und Reckvorrichtung gemäß Anspruch 1.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Zugprüf- und Reckvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. 25

Es zeigen:

Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Zugprüf- und Reckvorrichtung und 30

Figur 2 eine zweite, einfachere Ausführungsform der vorliegenden Zugprüf- und Reckvorrichtung.

Die in Figur 1 dargestellte Zugprüf- und Reckvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Greifkopf 10, einer Abstützvorrichtung 12, einem Zug-

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element 14 und einem Meßaufsatz 16.

Der Greifkopf 10 sorgt für eine sichere und steife, kraftschlüssige Kopplung der Zugprüfvorrichtung an einem Prüfling, z.B. einem an einer Fläche 18 stumpf angeschweißten Schraubenbolzen 19.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform enthält der Greifkopf 10 Greifsegmente 20, die innen Nuten 22 aufweisen, in die ein Bund 24 eines Zugdornes oder Zugbolzens 26 eingreift. Die Greifsegmente 20 werden durch Federn 28, die zwischen sie und dem Zugbolzen eingesetzt sind, nach außen gedrückt. Die Greifsegmente 20 haben eine schräge Außenfläche 30, die an einer entsprechend schräg verlaufenden Innenfläche 32 einer Hülse 34 angreifen, welche in einem zylindrischen Gehäuse 36 der Zugprüfvorrichtung axial verschiebbar gelagert ist. Am unteren Ende des Gehäuses 36 befindet sich ein Abstützring 38, mit dem sich die Zugprüfvorrichtung beidseits des Prüflings oder diesen umgebend auf der Fläche 18 abstützt. Zwischen dem Abstützring und der Hülse 34 sind Federn 40 vorgesehen, die die Hülse in eine Verriegelungsstellung drückt.

Die Hülse 34 ist mit stabförmigen Griffen 42 versehen, die durch im Gehäuse 36 vorgesehene, axial verlaufende Schlitze 44 nach außen reichen» Zwischen den Schlitzen 44 und dem Abstützring 38 sind am Gehäuse zwei weitere stabförmige Griffe 46 angebracht=

Der Zugbolzen 26 ist in eine axiale Bohrung eines Kolbens 48 eines Hydraulikzylinders 50 eingesetzt, durch eine aufgeschraubte, massive Mutter 51 gesichert und wird durch eine Druckfeder 52 in seine ausgefahrene Stellung gedrückt.

Der auf das obere Ende des Hydraulikzylinders 50 aufschraubbare Meßaufsatz 16 enthält eine Streckenmeßuhr 54, die einen stabförmigen Taster 56 aufweist, welcher sich durch eine Bohrung des Zugbolzens 2 6 in den Raum zwischen den GreifSegmenten 20 erstreckt. Die Meßuhr 54 wird durch einen Hohlzylinder 58 aus durchsichtigem Kunststoff geschützt, der auf den Meßaufsatz 16 aufgesteckt oder aufgeschraubt ist.

Die GreifSegmente haben krallenförmige Enden 20a, mit denen sie mit dem Prüfling, falls dieser einen entsprechenden Kopf hat direkt, oder, wie dargestellt über eine auf dem Prüfling aufgeschraubte Zugmutter 59 gekoppelt werden können.

Der Hydraulikzylinder 50 kann ein handelsüblicher Hydraulik-Hohlkolbenzylinder sein, der mit einem Druck von 500 bar belastbar ist und eine Zugkraft von maximal etwa 70 kN zu liefern vermag. Die eingebaute Rückhohlfeder 52 sorgt dafür, daß bei jedem PrüfVorgang der maximale Hub von hier 12 mm voll nutzbar ist.

Anstelle des Hydraulikzylinders kann auch eine andere Vorrichtung zum Erzeugen der erforderlichen Zugkraft verwendet werden, z.B. ein pneumatischer Zylinder oder mechanische Vorrichtungen mit Spindeln, Scherengelenken, Kniehebeln u.a.m. Anstelle der Meßuhr oder zusätzlich zu dieser kann ein induktiver Wegaufnehmer verwendet werden und an den Druckmittelkreis für den Hydraulikzylinder kann ein Druckaufnehmer angeschlossen werden, um die Zug- und Dehnungswerte elektronisch messen und weiterverarbeiten zu können, z.B. zur Aufzeichnung eines Spannungs-Dehnungs-Diagramms.

^~* Die folgende Beschreibung der Handhabung der Vorrichtung gemäß Figur 1 betrifft die Prüfung und Reckung eines Gewindebolzens 19.

Zuerst wird auf den zu prüfenden Gewindebolzen 19 eine Zugmutter 5 9 aufgeschraubt, die einen von den krallenförmigen Enden 20a erfaßbaren Kopf größeren Durchmessers D und eine solche axiale Länge hat, daß die Unterseite des Kopfes einen für den Greifkopf 10 spezifischen Abstand H von der Fläche 18 hat, auf die die Vorrichtung mit dem Abstützring 38 aufgesetzt wird. Die mit einer geeigneten Druckmittelquelle (nicht dargestellt) verbundene Zugprüfvorrichtung wird dann ]0 beidhändig an den Griffen 42 und 46 gefaßt. Durch Zusammenziehen dieser Griffe werden die Greifsegmente 20 konzentrisch auseinander gefahren, so daß die Zug-J

prüfvorrichtung auf den mit der Zugmutter 5 9 versehenen Schraubenbolzen 19 aufgesetzt werden kann. Durch Loslassen der Griffe 42 wird die Zugprüfvorrichtung am • Prüfling verankert. Die Überprüfung der Verankerung (Verriegelung) kann durch Ziehen an der Zugprüfvorrichtung oder durch Kontrolle der Stellung der Griffe 42 bezüglich einer nicht dargestellten Markierung am Gehäuse 3 6 erfolgen.

Der aus der Prüfzugkraft dividiert durch die wirksame Kolbenfläche ermittelte hydraulische Prüfdruck wird an einem Druckanzeigegerät, das den Druck des Druckmittels mißt, markiert. Anschließend wird der Hydraulikzylinder mit beispielsweise 10% des Prüfdrucks beaufschlagt und die Meßuhr 54 auf "Null" gestellt. Nun kann der eigentliche PrüfVorgang erfolgen, in dem der hydraulische Druck bis zum Prüfdruck gesteigert wird. Die Meßuhr 54 zeigt jetzt die Längung des Prüflings zwischen dem Anfangszug (in unserem Beispiel 10% der Prüfzugkraft) und der Prüfzugkraft an.

Im entlasteten Zustand des Zugelements und bei zusammengezogenen Griffen kann die Vorrichtung abgenommen und auf den nächsten Prüfling aufgesetzt werden.

Zur Anpassung an Prüflinge unterschiedlicher Länge können rohrförmige Verlängerungsstücke vorgesehen sein, die, wie gestrichelt dargestellt ist, in den Abstützring 38 einschraubbar sind und diesen in Axialrichtung verlängern.

Die in Figur 2 dargestellte Zugprüfvorrichtung 6 0 enthält einen Hydraulikzylinder 61, der z.B. für einen Druck von 1000 bar ausgelegt ist. Unten am Hydraulikzylinder sind ein Stütztopf 62, oben eine Gabel 63 mit einem Griff angeschraubt. An der Oberseite des Hydraulikzylinders 61 ist ferner eine Meßuhrhalterung 65 über einem Klemmknebel 66 lösbar befestigt. Der Hydraulikzylinder 61 enthält einen Kolben 67 mit einer axialen Bohrung, in die ein Zugbolzen 68 eingesetzt ist. Der Zugbolzen 68 hat einen Schaft 69, der sich durch die Bohrung des Kolbens 67 erstreckt, und einen Kopf 70 vergrößerten Durchmessers, der über eine zwischengelegte Scheibe 71 auf dem oberen Ende des Kolbens 67 ruht.

Die Zugprüf- und Reckvorrichtung 6 0 gemäß Figur 2 wird wie folgt verwendet:

Nachdem ein Bolzen 3 am Werkstück 1 angeschweißt worden ist, setzt man den

Hydraulikzylinder 61 mit dem Stütztopf 6 2 auf den zu prüfenden Bolzen 3. Die Meßuhrhalterung 65 ist dabei noch nicht aufgesetzt. Nun wird der Zugbolzen 68 von oben in die Bohrung des Hydraulikkolbens 67 eingesetzt und mit einem unten im Schaft 69 vorgesehenen Gewindeloch 72 auf den Bolzen 3 aufgeschraubt, was mittels eines Hebels 73 erfolgt, der in ein Loch 74 im Kopf 70 des Zugbolzens 68 gesteckt wird. Anschließend wird

3~> die Meßuhrhalterung 65, an der sich eine Meßuhr 74 befindet, aufgesetzt und mit einem Knebel 66 festgeklemmt. In den Hydraulikzylinder 61 wird nun ein

-ιοί Druckmittel eingeleitet (nicht dargestellt) wodurch

der Kolben 67 nach oben gedrückt und eine entsprechende Zugkraft über die Scheibe 71 und den Zugbolzen 68 auf den Schraubenbolzen 3 ausgeübt wird. Das Ausmaß der dabei auftretenden plastischen Verformung (Reckung) kann an der Meßuhr- 74 abgelesen werden. Nach der Zugprüfung und/oder Reckung des Schraubenbolzens 3 wird die Vorrichtung 70 wieder entfernt, indem der Zugbolzen 68 vom Schraubenbolzen 3 abgeschraubt und die Vorrich-IQ tung entfernt wird.

An die Stelle der Vorrichtung aus dem Hydraulikzylinder 61 und dem Kolben 67 kann auch hier eine andere, z.B. mechanisch oder pneumatisch betätigte Vorrichtung zum Erzeugen einer Kraft zwischen dem Zugbolzen 68 und dem Werkstück 1 verwendet werden.

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Leerseite

Claims

PATENTA N WÄLT£

DR. DIETER V. BEZOLD

DIPL. ING. PETER SCHÜTZ

DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

MARIA-THERESIA-STRASSU 22 PUSTFACH 8 6 02 60

D-8OOO MUENCHEN

ZUCELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MANDATAIRES EN BREVETS EUROPEENS

TELEFON 089/4706006 TELEX 522 638
TELEGRAMM SOMBEZ

2 4. März 1982 1 1229 Dr.v.B/Ri

Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Bunsenstraße 10
3400 Göttingen

Zugprüf- und Reckvorrichtung für einen von einer Fläche vorspringenden Bolzen

Patentansprüche

Zugprüf- und Reckvorrichtung für einen von einer Fläche vorspringenden Bolzen, gekennzeichnet durch eine mit dem Bolzen (19) kuppelbare Zugvorrichtung (20, 26); eine auf die Fläche (18) aufsetzbare Abstütz-5 vorrichtung (36, 38) und eine Einrichtung (48, 50) zum Erzeugen einer Kraft zwischen der Zugvorrichtung und der Abstützvorrichtung.
2. Zugprüf- und Reckvorrichtung nach Anspruch 1, d a 10 durch gekennzeichnet , daß die krafterzeugende Einrichtung (48, 50) einen Druckmittel-

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zylinder enthält.
3. Zugprüf- und Reckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zugvorrichtung einen mit der krafterzeugenden Einrichtung (48, 50) verbundenen Zugbolzen (26) sowie mit diesem radial beweglich gekoppelte Greifelemente (20) enthält, welche mit einem Prüfling (19, 59) kuppelbar sind.
4. Zugprüf- und Reckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Zugbolzen (26) einen vorspringenden Bund (24) aufweist, der in Nuten (22) der Greifelemente eingreift; daß die Greifelemente (20) mit schrägen Außenflächen (30) in einer in einem Gehäuse (36) axial verschiebbaren Hülse (34) gelagert sind, welche entsprechend schräg verlaufende Innenflächen aufweist und durch eine Federanordnung (40) in eine Schließstellung der Greifelemente vorgespannt ist; und daß zwischen den Greifelementen (20) und dem Zugbolzen (26) eine Federanordnung (28) vorgesehen ist, welche die Greifelemente in eine Öffnungsstellung vorspannen.
5. Zugprüf- und Reckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die verschiebbare Hülse (34) mit Griffen (42) verbunden ist, die durch axial verlaufende Schlitze (44) im Gehäuse (36) vorspringen, und daß am Gehäuse (36) zwischen den mit der Hülse verbundenen Griffen (42) und einem am Ende des Gehäuses angeordneten Abstützring (38) weitere Griffe (46) angebracht sind.
6. Zugprüf- und Reckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Meß vorrichtung (54) zum Messen des Hubes der Zugvorrichtung.

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7. Zugprüf- und Reckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßvorrichtung eine Streckenmeßuhr (54) mit einem stabförmigen Taster (56) enthält, der sich durch eine

5 axiale Ausnehmung in der Zugvorrichtung bis zum Prüfling erstreckt.
8. Zugprüf- und Reckvorrichtung nach Anspruch 6 und 7,

gekennzeichnet durch einen die Meß-]0 vorrichtung (54) umgebenden, durchsichtigen Hohlzylinder.