-
Vorrichtung zum Prüfen der sich in den Bolzen einer Schraubenverbindung
beim Anziehen ergebenden Spannung Bei hochbeanspruchten Schraubenverbindungen, wie
sie z. B. bei Hochdruckrohrleitungen verwendet werden, müssen die Vorspannungen
beim Anziehen der Schraubenverbindung sorgfältig eingestellt werden, um zu vermeiden,
daß durch Uberschreiten der Vorspannung im Betriebe Überlastungen der Schrauben
auftreten. Es ist bekannt, die Spannung, welche in den Schraubenbolzen beim Anziehen
der Muttern entsteht, durch Messung der Längenänderung des Bolzens zu bestimmen.
Hierbei ist es üblich, eine Schublehre zu benutzen, an der eine Feinmeßuhr angebracht
ist. Abgesehen davon, daß das Arbeiten mit einem derartigen Instrument für den Richtmeister
recht unbequem ist, läßt auch die Genauigkeit der Messung häufig zu wünschen übrig,
weil die Flächen an den Bolzenenden nicht für die Erzielung eines einwandfreien
Meßergebnisses hinreichende Beschaffenheit haben. Die in Frage kommenden zu messenden
Größen belaufen sich auf einige Zehntel Millimeter. Selbst wenn die Bolzenenden
in der Werkstatt- sauber hergestellt sind, muß damit gerechnet werden, daß sie in
dem verhältnismäßig rauhen Betrieb beim Zusammenbau der Anlagen, z. B. der Rohrleitungen,
schädlich beeinflußt werden, so daß die Flächen der Bolzen an den eigentlichen Meßstellen
nicht mehr parallel zueinander stehen, was zur Erzielung eines befriedigenden Meßergebnisses
unerläßlich ist.
-
Es ist ferner bekannt, bei der Messung der Längenänderung in den
Verbindungsbolzen
von Lenkstangenköpfen beim Anziehen der Muttern
einen in einer Längsbohrung der Bolzen eingesetzten Vergleichsstab zu benutzen,
der an seinem Meßende verjüngt ausgebildet ist.
-
Gemäß der Erfindung werden nun die Schraubenverbindungsbolzen, deren
Längenänderung zum Feststellen der beim Anziehen entstehenden Spannung gemessen
wird, an ihren Stirnenden mit abnehmbaren Meßflächen oder Meßspitzen versehen. Diese
Meßflächen oder -spitzen können eingeschraubt oder in sonstiger Weise am Bolzen
befestigt werden.
-
Ein entscheidender Vorteil der Anordnung abnehmbarer Meßflächen oder
-spitzen ist darin zu sehen, daß diese der Rauhheit des normalen Zusammenbaubetriebes
entzogen und damit für den eigentlichen Meßvorgang in einwandfreiem Zustand erhalten
werden können. Es ist auch nicht erforderlich, die Bolzenenden mit derartiger Sorgfalt
herzustellen, wie sie bei Benutzung dieser Enden selbst zum Messen erforderlich
ist. Infolgedessen tritt eine Verbilligung in der Herstellung ein, die sich bei
einer größeren Anzahl von Schraubenverbindungen in einer Gesamtanlage erheblich
auswirkt.
-
Vorzugsweise werden die Meßspitzen verstellbar an den Bolzenenden
angebracht.
-
Diese Eigenschaft bildet die Voraussetzung für eine erhebliche Vereinfachung
des Meßvorganges an einer mehrere Bolzen aufweisenden Schraubenverbindung. Ohne
besondere Aufwendungen ist es nämlich im allgemeinen schwer zu erreichen, daß die
einzelnen Bolzen bei der Herstellung gleich lang ausfallen. Das Messen der Längenänderungen
in der üblichen Weise, also ohne besonders angesetzte Meßspitzen, macht es daher
erforderlich, daß bei Verwendung einer Schublehre diese auf jeden Bolzen besondere
eingestellt werden muß und daß für jeden Bolzen mit anderen Ausgangswerten zu rechnen
ist. Da das Anziehen der Schrauben einer Flanschverbindung zum Beispiel schrittweise
und unter dauerndem Wechsel der jeweils anzuziehenden Schraube erfolgt, stellt sich
das Messen des Verlaufes der Längenänderungen als eine sehr umständliche und zeitrauben-de
Arbeit dar. Durch die verstellbaren Meßspitzen gemäß der Erfindung können sämtliche
Schraubenbolzen einer Schraubenverbindung auf eine gleiche Grundlänge zwischen den
beiden Spitzen eingestellt werden. Es tritt somit eine wesentliche Vereinfachung
ein. Für jeden neuen Verdrehschritt an den Muttern des ganzen Satzes kann die Meßlehre
auf einen gleichbleibenden Wert eingestellt werden.
-
Die Erfindung kann sowohl bei Schrauben mit beiderseits zugängigen
Enden als auch bei Stiftschrauben Anwendung finden. Mit der verstellbaren Meßfiäche
oder -spitze kann eine Mikrometerskaleneinrichtung vereinigt sein.
-
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Prüfvorrichturig
dargestellt, und zwar zeigt: Fig. I eine Prüfvorrichtung in Anwendung bei einer
im Längsschnitt dargestellten Rohrflanschverbindung, Fig. 2 eine besondere Ausbildungsform
der an die Enden des zu messenden Bolzens anzubringenden Meßspitze in größerem Maßstab
und Fig. 3 eine Prüfvorrichtung in Anwendung bei einer Stiftschraube.
-
In der Fig. 1 ist ein Schraubenbolzen 1 dargestellt, dessen beide
Enden frei zugängig sind. Dieser Bolzen dient zusammen mit den übrigen eines ganzen
Satzes zur Verbindung der beiden Flansche 2 und 3 der Rohre 4 und 5. Das Anziehen
der Muttern 2I und 22 des Schraubenbolzens erfolgt unter ständiger Überwachung der
Längenänderung des Bol zens. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung in die Enden
6 und 7 je eine Meßspitze 8 eingeschraubt. Es genügt, die Enden des Schraubenbolzens
mit üblicher Genauigkeit herzustellen, ohne daß irgendwelche nachteiligen Rückwirkungen
auf das Meßergebnis zu befürchten sind. Die Meßspitzen 8 werden erst unmittelbar
beim Meßvorgang in den Bolzen eingeschraubt und können bis dahin sorgfältig verwahrt
werden, so daß eine einwandfreie Meßfläche gesichert ist. Die Messung erfolgt im
übrigen mittels der Lehre 9, welche um den Schraubenbolzen herumfaßt und mittels
ihrer Meßflächen 10 mit den Meßspitzen zusammenwirkt.
-
Vor dem spannenden Anziehen der Muttern werden die Meßspitzen unter
Zuhilfenahme einer Fühlerlehre so in die Bolzenenden eingeschraubt, daß gemäß der
Fig. 1 ein bestimmter Abstand a zwischen der einen Meßspitze und der gegenüberliegenden
Meßfiäche der Lehre 9 verbleibt. Dieser Abstand stellt ein Maß für die Spannung
des Bolzens dar, wenn durch die Längenänderung infolge des Anziehens der Abstand
überwunden wird.
-
Statt eine besondere Fühlerlehre zu verwenden, kann auch die Lehre
9 mit einer Mikrometerschraube ausgestattet sein.
-
Es ist auch möglich, wie in der Fig. 2 dargestellt, die Lehre 9 unverändert
zu lassen und die Meßspitze zweiteilig auszubilden. Die beiden Teile II und 12 bilden
zusammen eine Mikrometerskala, deren Grobteilung y3 in - Richtung der Bolzenachse
auf dem Grundteil 12 und deren Feinteilung auf dem Umfang der eigentlichen Spitze
I I aufgetragen ist.
-
Vor dem jedesmaligen Anziehen wird das gewünschte Maß der Längenänderung
als
Abstand a zwischen der Spitze II und der Meßfiäche 10 eingestellt.
-
Die Stiftschraube 14 gemäß der Fig. 3 kann in bekannter Weise in
ihrer Spannung beim Anziehen der Schraubenverbindung unter Zuhilfenahme eines in
eine mittlere Längs bohrung 15 eingesetzten Stiftes I6 überwacht werden. Das freie
Ende I7 der Stiftschraube weist erfindungsgemäß ein Meßflächenstück IS auf, welches
bei der Messung mit dem herausragenden Ende 19 des Stiftes 16 zusammenwirkt. Das
Meßflächenstück 18 wird so weit in das Ende 17 der Scllraube I4 hineingeschraubt
oder aus diesem herausgeschraubt, bis der jeweils gewünschte Abstand a zwischen
ihr und der herausragenden Stirnfläche des Stiftes I6 festgelegt ist. Beim Anziehen
der Muttern 20 rückt das Meßflädhenstück nach außen, und der Abstand wird verringert,
bis er im Laufe des Anziehens verschwindet. In diesem Augenblick ist eine bestimmte
Spannung im Bolzen 14 vorhanden.