DE4307059C1

DE4307059C1 - Zwischenlegscheibe für eine Schraubverbindung

Info

Publication number: DE4307059C1
Application number: DE19934307059
Authority: DE
Inventors: Hilmar Ahrenfeld; Peter Orth
Original assignee: Fried Krupp AG Hoesch Krupp
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1993-03-06
Filing date: 1993-03-06
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2013-03-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwischenlegscheibe für eine Schraub verbindung mit Mitteln zum Anzeigen der Anzugskraft nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Zwischenlegscheiben sind bekannt aus der DE-OS 17 73 582 und der DE 31 48 730 C2. Die hier gezeigten Zwischenlegscheiben weisen wenigstens eine Schei be auf. Dieser Scheibe sind Eindringkörper zugeordnet, die eine größere Härte aufweisen als die Scheibe und unter Belastung in die Scheibe eindringen. Die Eindringkörper nach diesem Stand der Technik dringen nur eine geringe Tiefe in die Scheibe ein. Um diese Eindringtiefe anzeigen zu können, ist es erforderlich, eine indirekte Anzeige der Eindringtiefe durch ein sich radial aufweitendes Anzeigeelement vorzusehen. Weiterhin nachteilig ist keine eindeutige Anzeige einer vorgegebenen Anzugskraft möglich.

Bei Zwischenlegscheiben nach der DE 29 39 096 A1 und der DE 33 16 290 A1 werden zur Ermittlung der Spannkraft von Schraub verbindungen radial oder axial verformbare Druckmeßglieder bzw. Stauchkörper eingesetzt. Jedoch auch die hier gezeigten Vorrich tungen vermitteln keine eindeutige Anzeige der erreichten Anzugskraft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zwischenlegschei be derartig auszubilden, daß eine eindeutige und einfach sicht bare Anzeige vorgesehen wird, die das Erreichen einer vorgegebe nen Anzugskraft der Schraubverbindung anzeigt.

Die Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrie ben. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind den Ansprüchen 2 bis 10 zu entnehmen. Nach den Merkmalen der Ansprüche 4 bzw. 5 ist es möglich, mehrere unterschiedliche Schraubenvorspannungen, die jedoch eindeutig definiert sind, anzuzeigen. Die Ausbildung nach den Ansprüchen 8 bis 10 zeigt eine einfache und sehr wirk same Maßnahme zur Anzeige der erreichten Anzugskraft.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Ausbildung einer Zwischenlegscheibe mit Zylinder stiften als Eindringkörper,

Fig. 2 die Ausbildung einer Zwischenlegscheibe zur Anzeige von zwei unterschiedlichen Anzugskräften,

Fig. 3 eine Zwischenlegscheibe entsprechend Fig. 2 in angezoge nem Zustand und

Fig. 4 eine Zwischenlegscheibe entsprechend Fig. 1 mit einer alternativ ausgebildeten Bandage.

Die Zwischenlegscheibe 1 liegt auf der Schraubenauflage 2 eines Werkstücks 3 auf und wird durch den Schaft einer Schraube 4 durchdrungen. Eine Mutter 5 dient zum Spannen der Schraube 4 gegenüber dem Werkstück 3. Die Zwischenlegscheibe weist eine Scheibe 6 auf, die mit sich parallel zur Schraubenachse 7 er streckenden Durchbrüchen 8 ausgebildet ist. In diese Durchbrü che 8 greifen Eindringkörper 9 ein, die mit einem verjüngten Anfangsquerschnitt 10 ausgebildet sind.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Durchbrüche 8 als Zylinderbohrungen ausgebildet. Die Eindringkörper 9 sind als Zylinderstifte mit einer Kegelstumpfspitze 11 ausgebildet. Der Durchmesser der Zylinderstifte ist größer als der Durchmesser der Bohrungen. Eine Bandage 12 umgibt den Außenumfang 13 der Scheibe 6. Die Bandage greift mit einem Rezeß 14 in einen Absatz der Scheibe ein und hält mit einem Steg 15 die Eindringkörper 9 in ihrer Ausgangsposition.

Die linke Hälfte der Fig. 1 zeigt das Zusammenwirken von Schrau be 4, Zwischenlegscheibe 1 und Mutter 5 vor dem Anziehen bzw. vor dem Erreichen der vorgegebenen Anzugskraft. Bei Erreichen der vorgegebenen Anzugskraft dringt der Eindringkörper 9 in den Durchbruch 8 der Scheibe 6 ein. Durch die Ausbildung von Durch bruch und Eindringkörper wird beim Eindringen eine gleichmäßige Materialverdrängung hervorgerufen, so daß beim Überschreiten der vorgegebenen Anzugskraft, die sich aus den Abmessungen der Bau teile und den Materialkennwerten ergibt, ein zügiges Eintreten der Eindringkörper 9 in die Durchbrüche 8 erfolgt. Dabei beult die Bandage (12) deutlich sichtbar nach außen auf, wie dieses auf der rechten Seite der Fig. 1 zu erkennen ist. Die Banda ge (12) dient somit nicht nur zum Abdichten des Spaltes und zum Halten der Eindringkörper, sondern stellt auch eine gut sichtba re Anzeige des Erreichens der vorgegebenen Anzugskraft dar. Diese Anzeige ist dadurch besonders augenfällig, als sich bei der er findungsgemäßen Zwischenlegscheibe ein großer Verschiebeweg beim Überschreiten der vorgegebenen Anzugskraft ergibt. Die Größe des Verschiebeweges und damit das Maß der Anzeige kann durch die Länge des zylindrischen Teils der Eindringkörper entsprechend Fig. 1 variiert werden.

Die Ausbildung der Zwischenlegscheibe nach Fig. 2 ermöglicht die Anzeige zweier verschiedener Anzugskräfte. Die Zwischenlegschei be 1 nach Fig. 2 weist eine unterschiedliche Anzahl von Ein dringkörpern 9 auf. Bei Fig. 2 sind als Eindringkörper Ku geln 20, 21 vorgesehen, die in zylindrische Bohrungen 18, 19 als Durchbruch eingreifen. Die Kugeln haben entsprechend einen größeren Durchmesser als die zylindrischen Bohrungen. Wie deut lich erkennbar, ist bei dieser Ausbildung der Anfangsquerschnitt die in die Bohrung eindringende Kugelkalotte. Beim Ausführungs beispiel nach Fig. 2 sind zwei Scheiben 16, 17 vorgesehen. Dabei weist die obere Scheibe 16 beispielsweise sechs Bohrungen 18 auf. Die untere Scheibe 17 ist dagegen beispielsweise mit acht Bohrungen 19 versehen. Die Durchmesser der Bohrungen 18, 19 sind gleich. Ebenso sind die Durchmesser der die Eindringkörper bil denden Kugeln 20, 21 gleich. Wie auch im Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 haben die Eindringkörper 9 eine größere Här te als die Scheiben 16, 17. Zwischen die den Bohrungen 18 zuge ordneten Kugeln 20 und die den Bohrungen 19 zugeordneten Ku geln 21 befindet sich eine Zwischenscheibe 22 mit vorzugsweise einer Härte, die der Härte der Kugeln 20, 21 entspricht. Eine Bandage 12 umgibt den Außenumfang der Scheiben 16, 17 und 22, der im Ausführungsbeispiel gleich ist.

Auf der linken Seite der Fig. 3 ist dargestellt, daß die Ku geln 20 in die Bohrungen 18 bei Erreichen der ersten vorgegebe nen Anzugskraft eingedrungen sind. Als Anzeige des Erreichens dieser ersten Anzugskraft wölbt sich der obere Teil 23 der Ban dage nach außen. Beim Erreichen der zweiten, größeren Anzugs kraft dringen auch die Kugeln 21 in die Bohrung 19 der Schei be 17 ein. Dieses wird sichtbar durch das Ausbeulen des unteren Teils 24 der Bandage.

Die Zwischenlegscheibe 1 nach Fig. 4 ist nur mit einer Scheibe 6 ausgebildet und weist Kugeln 25 als Eindringkörper in zylindri sche Bohrungen 26 auf. Die Bandage 12 nach dieser Ausbildung überdeckt den Außenumfang der Scheibe 6 im Ausgangszustand nicht über die gesamte Höhe (linke Bildhälfte). Nach dem Eindringen der Kugeln 25 in die Bohrungen 26 schiebt sich die Bandage 12 über die gesamte Höhe der Scheibe 6 (rechte Bildhälfte). Durch eine unterschiedliche farbliche Gestaltung von Bandage 12 und Außenumfang der Scheibe 6 wird eine besonders eindeutige Anzeige der erreichten Anzugskraft erzielt. Nach außen stehende Nocken oder ein umlaufender Wulst 27 ermöglichen die Funktion des Zu sammenhalts der vormontierten Zwischenlegscheibe 1 durch die Bandage 12.

Die erfinderische Maßnahme, die Bohrungen oder die Eindringkör per mit über ihre Länge unterschiedlich gestuftem Querschnitt auszubilden, ist nicht zeichnerisch dargestellt.

Bezugszeichenliste

1 Zwischenlegscheibe
2 Schraubenauflage
3 Werkstück
4 Schraube
5 Mutter
6 Scheibe
7 Schraubenachse
8 Durchbruch
9 Eindringkörper
10 Anfangsquerschnitt
11 Kegelstumpfspitze
12 Bandage
13 Außenumfang
14 Rezeß
15 Steg
16 Scheibe
17 Scheibe
18 Bohrung
19 Bohrung
20 Kugel
21 Kugel
22 Zwischenscheibe
23 oberer Teil
24 unterer Teil
25 Kugel
26 Bohrung
27 Wulst

Claims

1. Zwischenlegscheibe (1) für eine Schraubverbindung mit Mit teln zum Anzeigen der Anzugskraft einer Schraube (4), be stehend aus wenigstens einer Scheibe (6) und dieser kreis förmig zugeordneten Eindringkörpern (9), die eine größere Härte aufweisen als die Scheibe (6) und bei Belastung unter Materialverdrängung in diese eindringen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Scheibe (6) sich parallel zur Schrauben achse (7) erstreckende Durchbrüche (8) mit einem gegenüber dem Querschnitt der Eindringkörper (9) geringeren Quer schnitt aufweist und die Eindringkörper (9) mit einem ver jüngten Anfangsquerschnitt (10) in die Durchbrüche (8) ein greifen.

2. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringkörper (9) als Zylinderstifte ausgebildet sind, die eine Kegelstumpfspitze (11) aufweisen und mit Zy linderbohrungen in der Scheibe (6) zusammenwirken.

3. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringkörper Kugeln (20, 21, 25) sind, die mit Zylinderbohrungen (18, 19, 26) zusammenwirken.

4. Zwischenlegscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Durchbrüche (8) ein- oder mehrfach stufenförmig verengt.

5. Zwischenlegscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Scheiben (16, 17) mit mehreren Gruppen von Eindringkörpern (9) zusammenwirken, wobei die Scheiben (16, 17) unterschiedliche Materialhärten und/oder Durchbruchsquerschnitte und/-oder die Gruppen der Eindringkörper (9) unterschiedliche Querschnitte aufweisen und/oder eine unterschiedliche Anzahl von Eindringkör pern (9) mit den verschiedenen Scheiben (16, 17) zusammen wirkt.

6. Zwischenlegscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringkörper (9) auf einer Fläche (2) die einen Abstand zur Scheibe (6) auf weist aufliegen.

7. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Zwischenscheibe (22) mit einer Andrück fläche ausgebildet ist.

8. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang (13) der Zwischenleg scheibe (1) eine Bandage (12) angeordnet ist.

9. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß die Bandage (12) elastisch ist.

10. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bandage (12) nach innen ragende Rezesse (14) aufweist, die die Umfangsflächen der Scheibe (6) oder Scheiben (16, 17) und der Zwischenscheibe (22) seitlich um greift.