DE542463C - Sicherheitsschraubenbolzen - Google Patents

Description

Bei Schraubenbolzen, insbesondere solchen mit größerem Durchmesser, treten bekanntlich durch die sie beanspruchenden Kräfte sowohl im Gewinde wie auch an der Übergangsstelle vom Schaft zum Kopf verhältnismäßig hohe örtliche Spannungen auf, die insbesondere durch die Kerbwirkung im Bolzengewinde verursacht werden und im Laufe der Zeit Ermüdungserscheinungen im Material verursachen,

ίο die in Form von tiefgehenden Dauerbrüchen auftreten und sehr oft einen gänzlichen Bruch des Bolzens herbeiführen. Diese nachteilige Erscheinung hat ihre Ursache hauptsächlich darin, daß bei der Übertragung der Betriebskraft im wesentlichen die äußeren Zonen der Querschnittsfläche des Bolzens herangezogen, die Kernzonen jedoch geschont werden und an der Kräfteübertragung nicht oder nur unzulänglich teilnehmen. Man ist deshalb bei solchen Bolzen, die pulsierende Beanspruchungen zu übertragen haben, wie solche beispielsweise in den Befestigungsbolzen von offenen (sogenannten Marine-) Pleuelstangenköpfen auftreten, vielfach dazu übergegangen, die Bolzen in Richtung ihrer Achse zu durchbohren. Da das entfernte Material an der Kräfteübertragung nur sehr unzulänglich teilnimmt, ist die Anbringung der

. Bohrung als zulässig zu betrachten, wodurch einerseits sein Gewicht verringert, andererseits aber seine Elastizität erhöht wird. Indessen hat die Anordnung der axialen Durchbohrung des Bolzens nicht die Wirkung, daß damit die vorerwähnten ungünstigen Erscheinungen, wie Dauerbrüche und ihre Folgen, behoben oder nur wesentlich gemildert werden. Hier eine Besserung eintreten zu lassen, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, einem Schraubenbolzen mit axialer Durchbohrung die Eigenschaft zu verleihen, als Sicherungsbolzen zu wirken, indem er vorübergehend die volle Kraft, die im Bolzen wirksam ist, überträgt, wenn infolge pulsierender Beanspruchungen ein Teilbolzenbruch eintreten sollte. Nach der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß in der axialen Durchbohrung des Bolzens eine Kernschraube angebracht ist, deren Außendurchmesser etwa der Lochweite des Mantelbolzens entspricht und die entweder so angezogen wird, daß sie eine erhebliehe Druckspannung im Mantelbolzen hervorruft oder daß sie nur eine ganz schwache Anspannung erfährt. Im ersteren Fall wirkt die hohe Druckspannung der betriebsmäßig auftretenden Zugspannung im Mantelbolzen im günstigen Sinne entgegen, wodurch die Gefahr des Entstehens von Dauerbrüchen oder des Reißens des Mantelbolzens, der in erster Linie die Betriebskraft übertragen soll, herabgesetzt wird. Bei plötzlich in unzulässig hohem Maße auftretender Zugbeanspruchung wird dann der auf Zugspannung stark vorbelastete Kernbolzen

*,' Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Ludwig Maduschka in Mülheim, Ruhr.

zuerst reißen und der Mantelbolzen die Betriebskraft allein übertragen, bis ein neuer Kernbolzen eingesetzt ist. Bei nur ganz leichter Anspannung der Kernschraube wird der Mantelbolzen im Betrieb kaum entlastet und daher bei plötzlicher Überbeanspruchung selbst zuerst reißen und die Übertragung der Betriebskraft der Kernschraube überlassen, die bis dahin fast unbelastet war.

ίο Erfindungsgemäß werden gleichzeitig in beiden Anwendungsfällen für die Kernsehraube und den Mantelbolzen Querschnitte von solcher Größe und die Materialien von solcher Festigkeit und Dehnung gewählt, daß im Falle des Bruches des Mantelbolzens die Kernschraube allein noch die volle Kraft überträgt, während andererseits beim Reißen der Kernschraube der Mantelbolzen allein die Belastung aufnimmt und weiterleitet.

Damit im Falle des Reißens eines Teilbolzens weder eine Beschädigung der in der Nähe der Maschine o. dgl. Anlage sich aufhaltenden Personen noch eine weitergehende Beschädigung der Maschine eintreten kann, ist erfindungsgemäß noch Vorsorge dafür getroffen, daß die Teile der gerissenen Kern- oder Mantelschraube an ihrer Anbringungsstelle von einer haubenartigen Abdeckung aufgefangen und hierdurch gleichzeitig hörbare Gefahrzeichen erzeugt werden, die den Maschinenwärter zur Abstellung des eingetretenen Schadens veranlassen sollen. In der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, und zwar zeigt die

Abb. ι einen Schraubenbolzen der üblichen bisher verwendeten Ausführungsform, und die Abb. 2 und 3 zeigen je einen Schraubenbolzen gemäß der Erfindung. ·

Es sind bezeichnet in der Abb. 2 mit α der Schraubenbolzen, mit b dessen Längsbohrung, mit c die in dieser Längsbohrung steckende Kernschraube, mit d deren Kopf und mit e deren Anzugmutter. Kopf und Mutter der Kernschraube c legen sich gegen die zugeordneten Stirnflächen des Schraubenbolzens a, letzteren in seiner Längsrichtung auf Druck beanspruchend, falls die Kernschraube angezogen wird.

Im Bereiche des Erfindungsgedankens kann die praktische Ausführung des letzteren auch in der Weise getroffen werden, daß die Kernschraube c nur mit einem Ende oder überhaupt nicht aus der Bohrung b des Schraubenbolzens a hervorragt. In beiden Fällen ist die Kernschraube c dann mit einem Gewindeende in ein entsprechendes Gewindestück der Schraubenbolzenbohrung b fest eingeschraubt, während das andere Ende der Kernschraube c sich mit dem Kopf ä, entweder auf der zugeordneten äußeren Stirnfläche des Schraubenbolzens α oder auf einer Ringfläche der Bohrung b, die durch eine Vergrößerung dieser Bohrung entstanden ist, abstützt (s. Abb. 3). Bei dieser letzterwähnten Ausführungsform kann die Kernschraube c statt des Abstützungskopfes d auch eine diesen letzteren in seiner Wirkung ersetzende Mutter tragen, die auf ein Gewindeende der Kernschraube c aufgeschraubt ist und mit in die Bohrung b eingeführt wird, wobei die Ver-Stellungsmöglichkeit dieser Mutter voll gewahrt bleiben muß, z. B. durch die Möglichkeit des Aufsetzens eines Steckschlüssels o. dgl.

Selbstverständlich ist die Anwendung des Erfindungsgedankens nicht nur für Schraubenbolzen mit Kopf gedacht; ersterer kann vielmehr mit gleichem Vorteil auch bei sogenannten Stiftschrauben oder ähnlichen Elementen, in denen wechselnde Zugspannungen auftreten, Anwendung finden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsschraubenbolzen mit axial durchgehender Bohrung und darin eingesetzter Kernschraube für Pleuelstangenköpfe oder andere pulsierenden Beanspruchungen ausgesetzte Maschinenteile, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt und die Materialdehnung der Kernschraube (c) oder des Mantelbolzens (a) zueinander so bemessen sind, daß jeder allein die volle Betriebskraft vorübergehend sicher übertragen kann, wenn entweder der gewöhnlich hierzu dienende Mantelbolzen [a) oder die Kernschraube (c) infolge übersteigerter Belastung reißt.

2. Sicherheitsschraubenbolzen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er bei betriebsmäßiger Stellung an seinen Enden von je einer Haube überdeckt ist und diese Hauben an den zu verbindenden Maschinenteilen so angeschlossen sind, daß beim Zerreißen des Mantelbolzens («) oder der Kernschraube (c) die gerissenen Schraubenteile von den Hauben unter Erzeugung hörbarer Gefahrzeichen aufgefangen werden.

3. Sicherheitsschraubenbolzen nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschraube (c) bei wesentlich schwächerem als dem Mantelschraubenquerschnitt aus Werkstoff von höherer Zugfestigkeit und Dehnung als der der Mantelschraube (a) gefertigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen