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Verristtung zur Prüfung von Schraubverbindungen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Schrauhverbindungen.
insbesondere zur Prüfun des Anzugs-oder Losdreh- bzw. Losbrechmoments, mit einer
Grandplatte, einer auf der Grundplatte angeordneten Haltevorrichtung zur drehsicheren
Aufnahme eines Teils einer Schraubverbindung, z.9. eines Schraubenkopfes, und einer
mit der Haltevorrichtung ausgerichteten Aufnahmevorrichtung für das drehbewegliche
Teil einer Schraubverbindung, wobei die Schraubverbindung zu verspannende Elemente
oder Meßeinrichtungen für Axialkräfte aufweisen kann.
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Bei einer bekannten Vorrichtung zur Prjfug von Schrathverbindungen
sind auf einer Grundplatte zwei Haltestücke oder Aufnahmeelemente zur Aufnahme der
Schraubverbindung mit Abstand voneinander angebracht. Ein Haltestück weist eine
Durchgangshohrung fr eine Schraube und eine mit der Durchgangstohrung fluchtende
Aussparung für die formschlüssige und di@@sichere Aufnahme einer Sachskantmatter
auf. Das zweite Daltestück hat eine Führung für ein in Achsrichtung der Schraubverbindung
bewegliches Gleitstück, das seinerseits mit einer Durchgangsbohrung für den Schaft
einer Sechskantschraube versehen ist. Bei montierter Schraubverbindung stützt sich
der Schraubenkopf Über ein Zwischenstück auf das bewegliche Gleitstück ab. Das gleitstück
wirkt auf eine Ringmeßdose, die zwischen den beiden Haltesticken zur Messung der
durch die Schraubverbindung erzeugten Vorspannkraft angeordnet ist. Das Anzugsdrehmoment
oder das Losedrehmoment wird durch einen Drehmomentschlissel aufgebracht und gemessen.
Die Vorrichtung wird hierbei auf einem Masch inentisch oder in einem Schraubstock
befestigt.
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Die bekannte Vorrichtung weist wegen der geringen Genauigkeit handelsüblicher
Orehmumsatschlüssel keine hohe Meßzenauigkeit in Bezug auf die Drehmomentmessung
auf. Bei Verwendung von Drehmomentschlüsseln, die mit Behnungsmaß-
streifen
bestückt sind, werden geeignete teßverstërker benötigt. Das Drehmoment kann nur
von Hand aufgebracht werden.
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Hierbei lassen sich auf die Schraubverbindung wirkende Querkräfte
nicht vermeiden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Prüfung
von Schraubverbindungen zu schaffen, die bei einfachem Aufbau insbesondere eine
möglichst genaue essung des Anzugsmomentes und des Löse- oder Losbrechmoments einer
Schraubverbindung ermöglicht, wobei ein besonderer meßtechnischer Aufwand vermieden
werden soll. Hierbei sollen auch hohe Nomente, die nicht mehr von Hand aufbringbar
sind, aufgebracht und gemessen werden. Weiterhin soll die Schraubverbindung bei
Aufbringung von Drehmomenten nicht durch Querkräfte belastet werden.
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/die Diese Aufgabe wird durch/in den Patentansprüchen angegebenen
merkmale gelöst. Die Ansprüche enthalten auch nusgestaltungen der Erfindung. Die
Vorteile der Erfindung ergeben sich im wesentlichen aus der Aufgabenstellung. Die
Erfindung ist insbesondere verwendbar zur Ermittlung von Drehmomenten an Schraubverbindungen
bei Einsatz von Schraubensicherungsmitteln z.9. Klebstoffen, Federringen, Zahnscheiben
und dgl..
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Bei Vorhandensein einer Druck- oder Universalprifmaschine kann das
Hebelelement zur Aufbringung des Drehmoments unmittelbar vom Belastungsstempel der
Prüfmaschine beaufschlagt werden. Damit können Drehmomente in Schraubverbindungen
grundsätzlich ohne weiteres Meßzubehör genau bestimmt werden.
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Die Erfindung wird an einem Ausführungsóeispiel in den Zeichnungen
schematisch dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 einen Längsechnitt, Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise geschnitten und
Fig.
3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung.
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Auf einer Grundplatte 1 ist eine feste Haltevorrichtung 2 angeordnet,
die mit einer Ausnehmung 3 zur drehsicheren Aufnanme von Schlüsseleinsätzen 4 versehen
ist. Die Ausnehmung 3 kann z.B. eine rechteckige Form aufweisen und vertikale Führungsflächen
für die Schlüsseleinsätze 4 besitzen. Die Schlüsseleinsätze 4 sind zur drehsicheren
Aufnahme z.3. von S chsk-3nt-Schraubsnköpfen 6 vorgesehen. Für verschiedene 3hrauoengrößen
und Kopf- bzw. Mutternformen, z.B. bei innensechskant, werden verschiedene Schlüsseleinsätze
verwondet, die jedoch die gleichen Außenabmessungen aufweisen und in die Ausnehmung
3 passen. Die Schlüsseleinsätze 4 können mit einem Vierkant 7 versehen sein, an
dem ein handelsüblicher Drchmomentschlüssal für die Montage der Schraubenpackung
außerhalb der Vorrichtung angesetzt werden kann.
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D e in der Haltevorrichtung 2 angeoineten auswechselbaren Einsätze
4 können in der Haltevorrichtung auch drehbar gelagert karden. Sie können in diesem
Fall durch geeignete Sicherungsmittel gegen Verdrehung gegenüber der Haltevorrichtng
2 gesichert werden ( nicht dargestellt). Ourch eine solche Anordnung ist es möglich,
die zu prüfanne Schraubverbindung um kleine Beträge nachzuspannen.
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die i: Ausfuhrungsbeispiel dargestellte und zu prüfende Schraubverbindung
setzt sich zusammen aus einer Sechs kantsthraube mit dem Schraubenkopf 6, einem
zu verspannenden Hanschtail 5 und einer Sechskantmutter 8. Die Sechskantmuter @
ist in einem Einsatz 9 aufgenommen, der hnlich wie uie Schlüsseleinsälze 4 gestaltet
ist. Der Einsatz 9 ist In einem Aufnahmeteil 10 Verdrehsicher, z.B. formschlüssig,
eingesetzt. Für unterschiedliche Schraubengrößen und Schraubentypen werden jeweils
passende Einsätze verwendet. Die Einsätze @ uno 9 können auch gleich ausgeführt
sein. Das Aunahmeteil 10 kann auch eine durchgahends Ausnehmung für die
Einsätze
9 aufweisen, wie in Fig. 2 gestrichelt ngedeutet.
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Das Aufnahmeteil 1o ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in zwei
Lagerböcken 11 und 12 mit zwei Kugellagern 13 und 14 drehbeweglich gelagert. Es
weist zwischen den bien Lagern einen Steg lo' auf, der mit Anflächungen 15, 15'
versehen ist, an denen ein gabelförmiges Hebelelement 16 zur Orehmomentbelastung
angesetzt werden kann. Das Hebelelement kann auch fest mit dem Aufnahmeteil 1o verbunden
sein.
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Anstelle von zwei Wälzlagern 13, 14 kann auch ein einzelnes Lager
verwendet werden. In diesem Fall wird das Aufnahmeteil 1o und das Hebelelement 16
zweckmäßigerweise so Busgebildet, daß 3iegebeanspruchungen der zu prüfenden Schraubverbindung
vermieden werden. Hierzu kann das Aufnahmeteil lo Fortsätze zu beiden Seiten des
Lagers aufweisen, an denen dis Hebelelement 16 angreift. Die Kraft zur Erzeugung
eines Drehmoments kann dann so aufgebracht werden, daß sie in der Lagermittelebene
wirkt. Eine Biegebeanspruchung der bchraubverbindung wird dadurch vermieden.
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Anstelle des Flanschteils 5 oder zusammen mit diesem Flanschteil kann
zur Messung der erzeugten Vorspannkraft auch eine geeignete Kraftmeßdose, z.B. eine
Ringmeßdose, in die Schraubverbindung eingsetzt werden. Das Flanschteil kann auch
als Druck- oder Tellerfeder ausgebildet, bzw. mit Dehnungsmeßstreifen bestückt sein.
Mechanische Sicherungselemente wie Federringe, Zahnscheiben u.ä. können mitverspannt
werden.
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Die Aufnahmevorrichtung 2 ist auf der Grundplatte 1 in Achsrichtung
der zu prüfenden Schraubverbindung verschiebbar angeordnet, sie in Fig. 1 durch
Doppelpfeil angedeutet. Hierzu können auf der Grundplatte z.B. Führungen 17 vorgesehen
werden. Zur montage der zu prüfenden Schraubveraindung kann die Aufnahmevorrichtung
seitlich, d.h. in Achsrirhtung der Schraubverbindung, verschoben oder sie kann aus
den Führungen herausgenommen werden. Die Aufnahmevorrichtung 2 kann
se
nahe an das Aufnahmeteil 10 herangeschoben werden, daß nach Drehmoments von anders
gestalteten Straußuerbidungen, z.B. zwischen Mutter und kontermetter, gemesses werden
können.
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Die dargestellte Pröfeinrichtung ist busonders vorteilnaft einsatzhar,
wenn sie in Verbindung mit einer Druck- oser Eniversalprüfmaschine verwendet wird.
In sieser Fall wire die Vorrichtung mit Grundplatte so auf den Maschinentisen der
Prüfmaschlne gestellt oder auf dem Tisch befestigt, da.'3 das Hebelelement 16 an
einem definierten Hebelarm durch die Belastungseinrichtung der Prüfmaschine belastet
wird, wie in Fig. 3 schematisch durch Pfeil am Hebel 16 angedeutet.
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Aus der Belastungskraft und dem Hebelarm der Belastung ergibt sich
h auf einfache Weise das aufgebrachte Drehmoment.
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Die Einrichtung kann auch auf der Belastungsvorrichtung der Prüfmaschine
montiert werden, wobei der Belastungshebel 1@ an einer feststehenden Meßeinrichtung
abgestützt werden Die Einrichtung kann auch so gestaltet werden, daß ein wechselndes
Drehmoment (Dauerschwingversuch, Vibrationstest) aufgebracht werden kann. Um beispielsweise
die Wirkung von Schraubensicherungen zu testen.
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