DE849009C

DE849009C - Dehnungsmesseinrichtung

Info

Publication number: DE849009C
Application number: DE1948P0026029
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1946-07-03
Filing date: 1948-12-22
Publication date: 1952-09-11
Also published as: CH250100A; GB632601A; FR947520A

Description

Dehnungsmeßeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur WIessung der Dehnung während des Vorspannens von Bauteilen, welche einen zur Führung eines flüssigen oder gasförmigen Mittels bestimmten Hohlraum aufweisen, in welchem Hohlraum sich ein der Vorspannung nicht unterworfenes Vergleichselement hefindet. Sie hesteht darin, daß das Vergleichselement einen Kanal zur Führung des flüssigen oder gasförmigen Mittels aufweist Besitzt der vorzuspannende Bauteil eine Bohrung zur Führung eines flüssigen oder gasförmigen Mittels, so kann diese Hohruiig mindestens in einem Teil des vorzuspannenden Bereichs erweitert sein und im erweiterten Teil ein das Vergleichselement bildendes Rohr enthalten. Es empfiehlt sich, die lichte Weite des Rohrs gleich groß zu wählen wie die Bohrung außerhalb des vorzuspannenden Bereichs. Mit dem Bauteil und dem Vergleichselement kann eine Vorrichtung zur Messung der Längenänderung des Bauteils im Bereich des Vergleichselements so in Verbindung stehen, daß diese Längenänderung abgelesen werden kann. Zweckmäßig ist das Vergleichselement an einem Ende unlöshar mit dem Bauteil verbunden Es kann hierbei im ungespannten Zustand des Bauteils über diesen hinausragen, um bei Vorspannen des Bauteils mit diesem bündig zu werden. bei Bauteilen, die von in ihrer Größe und Richtung wechselnden Kräften beansprucht werden, besteht die Gefahr, daß sich ihre Verhindung löst. Dies läßt sich verhindern, indem man die der Verbindung dienenden Bauteile unter eine Vorspannung setzt, die so groß ist, daß bei jeder der im Betrieb auftretenden, der Vorspannung entgegenwirkenden Kraft in den Verbindungsbauteilen eine Restspannung verbleibt, die genügt, um die Verbindung der übrigen Bauteile zu sichern. Die Vorspannung in den Bauteilen läßt sich bestimmen, indem man tieren l)ehnung mißt und daraus in bekannter Weise die Spannung errechnet. Man kann die Dehnung eines solchen Verbindungsbauteils, z. B. einer .Schraube, in der Weise messen, daß man den Bauteil längs durchbohrt und in die Bohrung ein Vergleichselement einführt, das am einen Ende mit dem Bauteil verbunden ist und der Vorspannung nicht unterliegt. Wird der Bauteil vorgespannt, so macht das Vergleichselement die Dehnung nicht mit, so daß sich der Unterschied zwischen der ungedehnten und gedehnten Länge des vorgespannten Bauteils im Bereich des Vergleichselements bestimmen läßt.
Weist der vorzuspannende Bauteil einen Hohlraum auf, welcher zur Führung von Gas oder Flüssigkeit bestimmt ist, so besteht die nächstliegende Lösung darin, das Vergleichselement in den Hohlraum einzusetzen. Hier versperrt es aber teilweise oder ganz den Weg der Flüssigkeit oder des Gases, wenn nach dem Vorspannen vergessen wird, dasselbe aus dem Hohlraum zu entfernen. Hieraus können Betriebsschäden entstehen. Weist das Vergleichselement hingegen erfindungsgemäß einen Kanal zur Führung des flüssigen oder gasförmigen Mittels auf, so braucht es nach der Vorspannung aus dem Bauteil nicht entfernt zu werden.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands sind in der Zeichnung abgebildet und nachstehend beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Einrichtung an einer längs durchbohrten Schraube und Fig. 2 an einem Teil des Triebwerks einer doppelt wirkenden Kolbenbrennkraftmaschine; in Fig. 3 und 4 sind zwei Beispiele einer sich nicht selbst lösenden Befestigung von Vergleichselement und Bauteil gegeben.
Nach Fig. I ist das als Rohr I ausgebildete Vergleichselement am einen Ende mittels einer Schweißnaht 2 mit der längs durchbohrten Schraube 3 starr verbunden. Im übrigen liegt das Vergleichselement frei in der Bohrung 4. Die Schraube 3 dient zur Befestigung eines nicht gezeichneten Bauteils an einer Wandung 5 einer ebenfalls nicht weiter dargestellten Vorrichtung. Wird die Schraube 3 durch Anziehen einer nicht gezeichneten Futter vorgespannt, so entsteht eine Verlängerung, welche durch die am freien Ende der Schraube angebrachte Meßuhr 6 angezeigt wird.
Die Meßuhr 6 ist einerseits mittels des Trägers 7 am Ende der Schraube befestigt und liegt anderseits mit ihrem Taststift auf dem freien Ende des Vergleichselements I auf. Nach beendigter Vorspannung der Schraube 3 kann die Meßuhr samt dem Träger entfernt werden. Das als Rohr ausgebildete Vergleichselement 1 führt nach dem Vorspannen eine Flüssigkeit oder ein Gas.
Nach Fig. 2 ist der Kolben 8 einer doppelt wirkenden Kolbenbrennkraftmaschine an der Kolbenstange g befestigt. Letztere besitzt an ihrem oberen Ende eine Zone mit wesentlich geringerer Querschnittsfläche, um die durch die Mutter 10 verursachte Vorspannung mit größerer elastischer Dehnung aufnehmen zu können. Zur Messung der Dehnung ist das obere lande der Kolbenstange () 9 mit einem Vergleichselement 11 ausgerüstet. Das untere Ende des Vergleichselements ragt in den nicht verjüngten Teil der Kolbenstange hinein und ist hier mit derselben unlösbar verbunden.
Das untere Ende der Kolbenstange ist ebeiifalls verjiingt ausgebildet und in eine Bohrung I2 des Kreuzkopfzapfens I3 eingeführt. Die Befestigung der Kolbenstange im Kreuzkopfzapfen erfolgt durch die Mutter 14. Auch hierbei wird die verjüngte Zone vorgespannt. Zur Bestimmung der durch die Vorspannung verursachten Dehnung ist ein Vergleichselement 15 vorgesehen, welches keiner Vorspannung unterliegt und in einer nicht vorgespaunteii Zone an der Kolbenstange unlösbar befestigt ist.
Die Länge des Vergleichselements 15 ist so bemessen, daß dieses über die Kolbenstange so weit hinausragt, daß bei Vorspannung des Kolbenstangenendes um den gewünschten Betrag die Endfläche des Vergleichselements bündig mit der Stirnfläche der Kolbenstange ist. I)er Rohrkrümmer 16 kann also nur aufgesetzt werden, wenn die Kolbenstange im richtigen Maß vorgespannt ist.
Während des Betriebes der Kolbenbrennkraftmaschine wird dem Innern des Kolbens 8 ein Kühlmittel zugeleitet, welches durch die Öffnung i8 in den zwischen dem Mantel 19 und der Kolbenstaiige 9 vorhandenen Ringraum einströmt uiid iiacli Durchströmen der Kolbenhohlräume in Richtung der I'feile 20 und 21 von ohen in die Bohrung 17 der mit den Vergleichselementen II und 15 verseheiieii Kolbenstange eintritt und dieselbe über den Rohrkrümmer 16 wieder verläßt.
Dadurch, daß die lichte M7eite der die Vergleichselemente bildenden Rohre gleich groß ist wie die Bohrung 17 der Kolbenstange, wird der Strömung des Kühlmittels der geringste Widerstand entgegengesetzt. Die beiden Vergleichselemente 11 und 15 haben infolgeUessen keinen nachteiligen Einfluß auf den Betrieb der Alaschine, obwohl sie nach dein Vorspannen in der Kolbenstange verbleiben.
Gemäß Fig. 3 ist das Vergleichselement 22 in den Bauteil 23 eingewalzt. Zu diesem Zweck ist der letztere mit Ringnuten 24 ausgerüstet. Das Vergleichselement kann, wie Fig. 4 zeigt, auch durch Einschrauben in den hohlen Bauteil an diesem befestigt sein. Die Bohrung des Vergleichselements 25 ist gleich groß wie die Bohrung des Bauteils 26.
Man erhält dadurch gleichzeitig die Möglicllkeit. das Vergleichselement derart fest in den Bauteil 26 einzuschrauben, daß die Reibung an der Berührungsfläche 27 zwischen Rohr und Bauteil die Selbstlösung verhindert.
Der Querschnitt des Vergleichselements kann jede beliebige Gestalt aufweisen. wird man bei längs durchbohrten Bauteilen selbstverständlich auch für das Vergleichselement einen kreisförmigen Querschnitt wählen, so kann es liei anders gestal- teten Hohlräumen möglich sein, Vergleichselemente mit quadratischem, ellipsenförmigem oder einem anderen, dem Hohlraum angepaßten Kanalquerschnitt zu verwenden. Der Werkstoff des Vergleichselements wird zweckmäßig den Anforderungen angepaßt, welche das den Hohlraum ausfüllende Gas oder die Flüssigkeit an seine Eigenschaften stellt.
So wird man z.B. für ätzende Flüssigkeiten oder Dämpfe einen korrosionsbeständigen Werkstoff wählen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Einrichtung zur Messung der Dehnung während des Vorspannens von Bauteilen, welche einen zur Führung eines flüssigen oder gas förmigen Mittels bestimmten Hohlraum aufweisen, in welchem Hohlraum sich ein der Vorspannung nicht unterworfenes Vergleichselement befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichselement einen Kanal zur Führung des flüssigen oder gasförmigen Mittels aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 zur Messung <1cr l )ellllllllg in eiiiem Bauteil, der eine Bohrung zur Führung eines fijissigen oder gasförmigen Ntittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bohrung mindestens in einem Teil des vorzuspannenden Bereichs erweitert ist und im erweiterten Teil ein das Vergleichselement bildendes Rohr enthält.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des das Vergleichselement bildenden Rohrs gleich groß ist wie die Bohrung außerhalb des vorzuspannenden Bereichs.
4. Einrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine mit dem Bauteil und dem Vergleichselement in Verbindung stehende Vorrichtung zur Messung der Längenänderung des Bauteils im Bereich des Vergleichselements.
5. Eiiirichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichselement an einem Ende nicht lösliar mit dem Bauteil verbunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichselement im ungespannten Zustand des Bauteils über diesen hinausragt, um liei Vorspannung des Bauteils mit diesem bündig zu werden.