DE4429082A1

DE4429082A1 - Zwischenlegscheibe für eine Schraubverbindung

Info

Publication number: DE4429082A1
Application number: DE4429082A
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: 1994-08-17
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2014-08-18
Also published as: DE4429082C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwischenlegscheibe für eine Schraub verbindung nach der DE-Patentanmeldung P 43 07 059.0-52 mit Mit teln zum Anzeigen der Anzugskraft entsprechend 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 Scheibe auf. Dieser Scheibe sind Eindringkörper zugeordnet, die 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, ei ne 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 An zugskraft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alternativ zu den Aus bildungen nach der DE-Patentanmeldung P 43 07 059.0-52 eine Zwi schenlegscheibe derartig auszubilden, daß eine eindeutige und einfach sichtbare Anzeige vorgesehen wird, die das Erreichen ei ner vorgegebenen Anzugskraft der Schraubverbindung anzeigt.

Eine Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 be schrieben, eine alternative Lösung im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind den An sprüchen 3 bis 9 zu entnehmen. Nach den Merkmalen des An spruchs 4 ist es möglich, mehrere unterschiedliche Schraubenvor spannungen, die jedoch eindeutig definiert sind, anzuzeigen. Die Ausbildung nach den Ansprüchen 6 und 7 zeigt eine einfache und sehr wirksame Maßnahme zur Anzeige der erreichten Anzugskraft. Mit der Ausbildung nach den Ansprüchen 8 und 9 wird eine Schief stellung der Mutter oder des Schraubenkopfes gegenüber der Schraubenauflage ausgeglichen.

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

Fig. 1 eine Zwischenlegscheibe mit direkt ineinander zu verpressenden Zylindern, halbseitig geschnitten dargestellt und

Fig. 2 eine Zwischenlegscheibe mit Verdrängungskörpern in vormontierter und angezogener Stellung.

Die Zwischenlegscheibe 1 liegt auf einer Schraubenauflage 2 ei nes Werkstücks 3 auf und wird durch den Schaft einer Schraube 4 durchdrungen. Eine Mutter 5 dient zum Spannen der Schraube 4 ge genüber dem Werkstück 3. Die Zwischenlegscheibe 1 entsprechend Fig. 1 weist eine Scheibe 6 auf, die einstückig mit einem zylin derförmigen Aufsatz 7 ausgebildet ist. Ein ebenfalls zylinder förmig ausgebildeter Eindringkörper 8 steht in Wirkverbindung mit dem Aufsatz 7 der Scheibe 6.

Der Aufsatz 7 der Scheibe 6 weist eine Bohrung 9 auf, in die der zylinderförmige Eindringkörper 8 eindringen kann. Da der Außen durchmesser 10 des Eindringkörpers 8 größer ist als der Durch messer der Bohrung 9 der Scheibe 6 wird der Aufsatz 7 der Schei be 6 beim Eindringen des Eindringkörpers 9 aufgeweitet. Der da durch zu überwindende Verformungswiderstand dient zum Messen der Schraubenanzugskraft.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 9 mit zwei sich in der Tiefe anschließenden, sich stärker verengenden Durchmessern 11, 12 ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, mit der Zwischenlegscheibe unterschiedliche Schraubenanzugskräfte zu Messen. In gleicher Weise könnte - zusätzlich - der Außendurch messer 10 des Eindringkörpers 8 mit sich über die Länge vergrö ßernden Durchmesserstufen versehen sein.

Das Maß der Eindringtiefe des Eindringkörpers 8 in die Bohrung 9 kann durch Farbmarkierungen gekennzeichnet werden, oder wie im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Markierungsrillen 13 oder Markierungsabsätze 14. Die Scheibe 6 weist an ihrem unteren Ende eine ballig-konkave Auflage 15 auf, die sich über eine bal lig-konvexe Auflage einer Unterlegscheibe 16 abstützt. Eine Si cherungsnase 17 dient zum Halten der Unterlegscheibe 16 an der Scheibe 6 als Haltesicherung vor der Montage der Zwischenleg scheibe 1. Andere Mittel zum sichernden Zusammenhalt von Unter legscheibe 16 und Scheibe 6, wie beispielsweise elastische Ban dagen oder elastische Verklebungen, können den gleichen Zweck erfüllen.

Die Zwischenlegscheibe 1 entsprechend Fig. 2 besteht aus einem zylindrischen Innenring 18 und einem ebensolchen zylindrischen Außenring 19. Der Außendurchmesser des Innenringes 18 ist kleiner als der Innendurchmesser des Außenringes 19, so daß diese Ringe frei ineinander verschiebbar sind. Am unteren Ende des Innenringes am Außendurchmesser ist eine Hohlkehle 20 vorge sehen. Die Innenbohrung des Außenringes 19 weist am oberen Ende einen Absatz 21 auf. Innenring 18 und Außenring 19 haben etwa die gleiche Höhe.

Zwischen dem Innenring 18 und dem Außenring 19 sind Kugeln 22 als Eindringkörper angeordnet. Diese Kugeln werden zur Montage zwischen Hohlkehle 20 und Absatz 21 eingebracht. Der Spalt zwi schen dem Außendurchmesser 23 der Hohlkehle und dem Innendurch messer 24 des Außenringes 19 ist kleiner als der Durchmesser der Kugel 22. Zur endgültigen Vormontage der Zwischenlegscheibe wird der Innenring 18 mit den eingelegten Kugeln 22 über einen klei nen Weg in den Innendurchmesser 24 des Außenringes 19 verfahren. Dadurch verdrängen die Kugeln formändernd Material des Außenrin ges. Im Ausführungsbeispiel wird für den Außenring 19 ein wei cheres Material eingesetzt als für den Innenring 18. Die Kugeln 22 sind gegenüber dem Innenring 18 noch härter. Durch die ela stische Vorspannung zwischen Innenring 18, Kugeln 22 und Außen ring 19 im vormontierten Zustand können die Teile mit normalen Mitteln nicht mehr getrennt werden, so daß die Zwischenlegschei be in diesem vormontierten Zustand ohne Probleme gehandhabt und transportiert werden kann.

Zum Messen der Schraubenanzugskraft wird die Zwischenlegscheibe zwischen Schraubenauflage 2 des Werkstücks 3 und Mutter 5 ge legt. Bei Erreichen der vorgesehenen Schraubenanzugskraft ver schiebt sich der Innring 18 in den Außenring 19. Dabei verdrän gen die Kugeln 22 Material aus dem Innendurchmesser 24 des Au ßenringes 19. Durch die geeignete Wahl der Ringabmessungen, der Kugelabmessungen, der Kugelanzahl und der Werkstoffeigenschaften läßt sich das Maß der gewünschten Schraubenanzugskraft in einem weiten Spielraum variieren.

Ebenso wie für die Zwischenlegscheibe entsprechend Fig. 1 lassen sich beispielsweise durch die Anordnung unterschiedlicher Innen durchmesser 24 über die Höhe des Außenringes 19 mit einer Zwi schenlegscheibe 1 unterschiedliche Schraubenanzugskräfte messen.

Diese Maßnahme kann auch dazu dienen, ein vorgegebenes Eindring maß des Innenringes 18 in den Außenring 19 für eine vorgegebene Schraubenanzugskraft zu begrenzen. Andere diesbezügliche geeig nete Maßnahmen wären beispielsweise Härteunterschiede oder die Einbringung von Nuten mit Einlegung von weiteren Kugeln, die erst in einer gewissen Tiefe wirksam werden. Ebenso ist die Aus bildung in doppelsymmetrischer Form, wie in der Hauptanmeldung möglich.

Entgegen der Ausbildung nach Fig. 1 benötigt die Ausbildung ge mäß Fig. 2 keinen zusätzlichen Winkelausgleich bei Schrägstel lung zwischen Schraubenauflage 2 auf dem Werkstück 3 und Auflage der Schraube. Diese Schrägstellung wird durch eine Winkelanpas sung des Innenringes 18 gegenüber des Außenringes 19 ausgegli chen. Durch den Spalt zwischen dem Außendurchmessers des Innen ringes 18 und dem Innendurchmesser 24 des Außenringes 19 wird diese Anpassung variabel begrenzt.

Bezugszeichenliste

1 Zwischenlegscheibe
2 Schraubenauflage
3 Werkstück
4 Schraube
5 Mutter
6 Scheibe
7 Aufsatz
8 Eindringkörper
9 Bohrung
10 Außendurchmesser
11 Durchmesser
12 Durchmesser
13 Markierungsrille
14 Markierungsabsatz
15 Auflage
16 Unterlegscheibe
17 Sicherungsnase
18 Innenring
19 Außenring
20 Hohlkehle
21 Absatz
22 Kugel
23 Außendurchmesser
24 Innendurchmesser

Claims

1. Zwischenlegscheibe (1) für eine Schraubverbindung nach der DE-Patentanmeldung P 43 07 059.0-52 mit Mitteln zum Anzeigen der Anzugskraft einer Schraube (4), bestehend aus wenigstens einer Scheibe (6) und einem dieser kreisförmig zugeordneten Ein dringkörper (8), der bei Belastung unter Materialverdrängung in die Scheibe (6) eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) einen zylinderförmigen Aufsatz (7) aufweist und der Eindringkörper (8) zylinderförmig ausgebildet ist, wobei entweder der zylinderförmige Aufsatz (7) oder der Eindringkör per (8) eine Bohrung (9) aufweist, in die eine Zylinderaußen fläche des Gegenteils unter Aufweiten der Bohrung (9) ein dringt.

2. Zwischenlegscheibe (1) für eine Schraubverbindung nach der DE-Patentanmeldung P 43 07 059.0-52 mit Mitteln zum Anzeigen der Anzugskraft einer Schraube (4), bestehend aus wenigstens einer Scheibe (6) und einem dieser kreisförmig zugeordneten Ein dringkörper (8), der bei Belastung unter Materialverdrängung in die Scheibe (6) eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (6) einen zylinderförmigen Aufsatz (7) aufweist und der Eindringkörper (8) zylinderförmig ausgebildet ist, wobei entweder der zylinderförmige Aufsatz (7) oder der Eindringkör per (8) eine Bohrung (9) aufweist, in die eine Zylinderaußen fläche des Gegenteils eindringt, die Bohrung (9) größer ist als die Zylinderaußenfläche und zwischen Bohrung (9) und Zy linderaußenfläche Verdrängungskörper, vorzugsweise Kugeln an geordnet sind, die größer bemessen sind als der Ringspalt zwi schen Bohrung (9) und Zylinderaußenfläche.

3. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Scheibe (6), der Eindringkörper (8) und/oder die Verdrängungskörper eine unterschiedliche Materialhärte aufweisen.

4. Zwischenlegscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (9) und/oder die zylinderaußenfläche ein- oder mehrfach abgestuft, mit un terschiedlichen Durchmessern (11, 12) ausgebildet ist.

5. Zwischenlegscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Mitteln zum Anzei gen der Eindringtiefe der Zylinderaußenfläche in die Bohrung (9) versehen ist.

6. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige mittels Farbmarkierungen am Eindringkörper (8) erfolgt.

7. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anzeige mittels Formmarkierungen (13, 14) er folgt.

8. Zwischenlegscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich über eine ballig konvexe oder -konkave Auflage (15) auf einer entsprechend aus gebildeten Unterlegscheibe (16) abstützt.

9. Zwischenlegscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie und/oder die Unterlegscheibe (16) mit Mitteln zum be weglichen Zusammenhalt beider Teile versehen ist.