DE4428721A1

DE4428721A1 - Spannscheibe mit Stauchring

Info

Publication number: DE4428721A1
Application number: DE19944428721
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Berwald; Dithmar Berwald
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-25
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 1995-04-06

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannscheibe für Schrauben- und Ankerverbindungen mit einer Einrichtung zum Anzeigen der Schraubenanzugskraft nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Spannscheiben sind bekannt aus den Patenten:
DE 051773582, DE 31 48 720 C2, DE 43 07 059 C1,
und den Anmeldungen:
P 4324878.0, P 4330249.1, P 4413595.5, P 4416766.0, P 4420240.7, P 4421450.2.

Bei den Spannscheiben nach den aufgeführten Schriften werden zur Ermittlung der Spannkraft von Schraubenverbindungen, radial oder axial angeordnete Druckmeßglieder, Stauchkörper oder Stauchhülsen eingesetzt. Es werden auch Kugeln oder Zylinder als Verdrängungs körper in kleinen Bohrungen verwandt. Diese weisen jedoch bei ein- und zweistufigen Spannscheiben eine nicht gleichmäßige lineare Kraft-Wegkurve in einem Prüfdiagramm auf. Damit wird der gefor derte, gleichmäßige Spannungsaufbau in der Schraube, der sich proportional zum Stauchweg verhalten sollte, nicht hergestellt.

Die hier gezeigten Spannscheiben weisen wenigstens einen Stauch ring auf. Diesem Stauchring sind Stauchelemente zur Verformung des Stauchringes zugeordnet, die härter sind als der Stauchring und unter der aufgebrachten Belastung durch eine Schrauben- oder Ankerverbindung in den Stauchring eindringen und damit den Stauchweg über die kontrolliert zusammenfahrenden Ränder der Stauchscheibe anzeigen. Je nach Auslegung der Abmessungen des Stauchringes, der Stauchelemente und in Abstimmung mit dem verwen deten Material kann eine eindeutige Größe der erforderlichen Schraubenvorspannung in Verbindung mit dem Stauchweg vorgegeben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannscheibe derartig auszubilden, daß eine eindeutige und einfach sichtbare Anzeige ermöglicht, und die vorgegebene Anzugskraft für eine Schraubenverbindung nach Erreichen über den Stauchweg angezeigt wird. Die Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben. Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind aus den Ansprüchen 2-9 zu entnehmen. Des weiteren werden bei diesen hier aufgezeigten Ausführungen der Spannscheibe keine Bandagen, Töpfe oder Hülsen, aus Kunst- oder Schaumstoff, für die äußere Anzeige erforderlich, was besonders bei dem Einsatz in feuergefährlichen, explosionsgefährdeten und untertägigen Räumen von großem Vorteil ist.

Die Verbindung der Einzelteile mit den Stauchelementen zu einer montagefreundlichen Einheit, wird mit Spannhülsen oder ähnlichen Elementen, wie bereits unter P 4413595.5 beschrieben, ausgeführt und hier nicht weiter erfindungsmäßig dargestellt.

In den Zeichnungen sind Ausführungen mit den verschiedenen Stauch elementen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die Ausführung einer einstufigen Spannscheibe mit einem Stauchring und Kugeln als Stauchelement.

Fig. 2 die Ausführung einer einstufigen Spannscheibe mit einem Stauchring und einer Stauchscheibe mit einer dafür ausge bildeten Stauchlippe für die erforderliche Verformungs arbeit.

Fig. 3 die Ausführung einer einstufigen Spannscheibe mit einem Stauchring und Staucheleinenten, die gleichzeitig mit den Zapfen alle Teile zu einer Montageeinheit zusammenfassen.

Die Spannscheibe 1 liegt auf der Schraubenauflage 2 eines Maschinenteiles 3 auf und wird mit dem Schaft einer Schraube oder einem Gebirgsanker 4 durchdrungen. Mit der Mutter 5 wird die Schraube oder der Gebirgsanker verspannt. Die Spannscheibe besteht aus der Stauchscheibe 7 mit der die Kugeln 8 als Stauchelement in den Stauchring 6 eingedrückt werden. Der Stauchring 6 ist zu diesem Zweck u-förmig für eine gleichmäßige Verformung ausgebildet. Mit den Anzeigekanten 10 und 11 wird der Stauchweg 12 angezeigt. Die linke Hälfte der Fig. 1 zeigt das Zusammenwirken der Schraube 4 mit der Mutter 5 vor dem Anziehen bzw. vor dem Erreichen der vorgegebenen Anzugskraft. Beim Erreichen der vorgegebenen Anzugskraft wird das Stauchelement Kugel 8 in den Stauchring 6 eingedrückt und dabei so verformt, wie dieses auf der rechten Seite der Fig. 1 zu erkennen ist. Der Stauchring 6 mit dem Stauchraum 13 wirkt in seiner Funktion wie ein Träger auf zwei Stützen und setzt der Verformung einen gleichmäßigen Widerstand entgegen, wobei es nicht zu einem Eindringen der Kugel 8 in den Stauchring 6 kommt. Damit wird eine Kaltverschweißung, die bei den Ausführungen mit den Verdrängungskörpern auftritt und zu einer negativen Veränderung der Last-Wegkurve im Belastungsdiagramm führt, vermieden. Mit der gewählten Anzahl der Stauchelemente 8 oder 16 wird die gewählte Vorspannung erreicht.

Bei der Ausbildung einer einstufigen Spannscheibe nach Fig. 2 mit einer Stauchscheibe 14 und der Stauchlippe 15 wird die Spannkraft der Schraube 4 über die Stauchlippe 15 gleichmäßig auf den u-för migen Stauchring 6 übertragen. Die linke Hälfte der Zeichnung zeigt die Situation vor dem Verspannen. Die rechte Hälfte der Zeichnung zeigt den Zustand nach Erreichen der geforderten End spannung. Als Träger auf zwei Stützen übernimmt der kastenförmige Stauchring die erforderliche Verformungsarbeit.

Die Fig. 3 zeigt eine einstufige Spannscheibe mit zylindrisch ausgebildeten Stauchelementen 16 die mit den Zapfen 17 die Stauchscheibe 18 mit dem Stauchring 19 zu einer montagefreund lichen Einheit zusammenhält. Die erforderliche Vorspannung wird mit der gewählten Anzahl der Stauchelemente 16 erreicht. Die linke Hälfte der Fig. 3 zeigt die Situation der Spannscheibe vor und die rechte Seite zeigt die Situation nach dem Verspannungsvorgang. Die erfinderische Maßnahme eine zweistufige Spannscheibe ähnlich der Fig. 1, 2 oder 3 auszubilden ist nicht zeichnerisch dargestellt.

Bezugszeichenliste

1 = Spannscheibe
2 = Schraubenauflage
3 = Maschinenteil
4 = Schraube
5 = Mutter
6 = Stauchring
7 = Stauchscheibe
8 = Kugel
9 = Schraubenachse
10 = Anzeigekante
11 = Anzeigekante
12 = Stauchweg
13 = Stauchraum
14 = Stauchscheibe
15 = Stauchlippe
16 = Stauchelement
17 = Zapfen
18 = Stauchscheibe
19 = Stauchring

Claims

1. Spannscheibe für eine Schrauben- und Ankerverbindung mit einer Einrichtung zum Anzeigen der Schraubenanzugskraft bestehend aus wenigstens einer Stauchscheibe (7) und dieser kreisförmig zuge ordneten Stauchelementen (8), die bei Belastung zwischen den Stauchscheiben (7) und dem Stauchring (6) mit den Kanten (10) und (11) den Stauchvorgang als Stauchweg und somit die Schraubenkraft anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Schraubenachse (9) angeordneten Stauchelemente (8) härter sind als der Stauchring (6).

2. Spannscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauch elemente (8) als Kugel, Zylinder oder einer anderen beliebigen Form ausgebildet sind.

3. Spannscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchring (6) als Träger auf zwei Stützen, u- förmig ausgebildet ist.

4. Spannscheibe nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchring (6) weicher als die Stauchelemente (8), (15) und (16) ausgebildet ist.

5. Spannscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauchring (6) mit der Stauchscheibe (7) oder (17) zusätzlich über Spannhülsen oder ähnlichen Elementen zu einer starren Montageeinheit verbunden ist.

6. Spannscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauch scheibe (14) gleichzeitig mit einem Stauchelement (15) ausgebildet ist.

7. Spannscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauch elemente (16) mit den Zapfen (17) die Stauchscheibe (18) mit dem Stauchring (19) zu einer starren Montageeinheit verbinden.

8. Spannscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl und Form der Stauchelemente in einer Spannscheibe, zur Errei chung der geforderten Schraubenspannung variabel ist.

9. Spannscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innen zum Schraubenschaft gelegene Stütze des Stauchringes zur Stabilisierung der Anzeigekante in der Stärke schlanker, als die außenliegende Stütze und dadurch der Querschnitt des Stauchringes asymmetrisch ausgebildet ist.