-
Drehmoment-Schlüssel Schraul-#enver-bindungen als Spannverhin-dungen
müssen bei der Montage fest angezogen werden, da, mit durch Betriebskräfte kein
Lockern verursacht werden kann.
-
Die für den Schraubendurchmesser und den Werkstoff maßgebende Höchstkraft
P", berechnet man durch Multiplikation des auf jede Schraube entfallenden
Anteils der gesamten Betriebskraft mit einem Sicherheitsfaktoir, dessen Größenordnung
sich aus der Erfahrung ergeben hat und der für Befestigungsschrauben je nach
den Betriebsverhältnissen auf 1,25 bis- 1,5, für Dichtungsschrauben auf 2 bis
3, besser auf 2,3 his 3 zu schätzen ist.
-
Durch diese Sicherheitsfaktoren soll vermieden werden, daß ein elastisches
Lockern bzw. Undichtigkeiten entstehen können.
-
Wenn ein Konstrukteur das Berechnen der Schraube damit abschließt,
daß er aus der Höchstkraft P"." und der für den gewählten Werkstoff zulässigen Spannung
den, erforderlichen Schrauben:-durchmes,se-r bestimmt, dann besteht noch die Schwierigkeit
der Vorspannungsbegrenzung, mit der die Schraube bei der Montage anzuziehen ist.
-
Der Arbeiter hat zwarDrehmoment-Schlüssel, die jedoch nur Angaben
für ein bestimmtes, Material geben.
-
In, dem Maße, wie immer mehr Schrauben verschiedener- Güteklassen
verwendet werden, wird das Kraftbegrenzen nach dem Gefühl unsicher.
-
Nach DIN 267 sind sechs verschiedene Stahlschraubengütekliassen
genormt, deren Kennzahlen 4, 5, 6, 8, io, 12 den Brttchfestigkeitswerten
oB der Werkstoffe entsprechen.
-
Da das Verwenden von! Werkstoffen höherer Festigkeit nur Sinn hat,
wenn diese Schrauben auch entsprechend belastet werden, müssen sie bei
gleichem
Durchmesser, aber verschiedenen Güteklassen auch mit entsprechend verschiedener
Kraft angezogen werden.
-
Das richtige Anziehen wird noch erschwert durch die Tatsache, daß
Befestigungs- und Dichtungsschrauben, die für die gleiche Höchstkraft berechnet
wurden, nicht mit der, gleichen Vorspannungskraft angezogen werden dürfen, selbst
wenn sie gleichen Durchmesser haben und gleicher Güteklasse sind.
-
jedk--- Ader sechs Schraubengütekla:ssen erfordert also, zwei
je nach der Verwendung verschieden einzuhaftende Vorspainnungskräfte.
-
Die erferderlichen Vorspannungskräfte können mit Hilfe eines Vorspannungsdiagramms
zeichnerisch ermittelt oder nach daraus abgeleiteten Formeln berechnet werden.
-
Es können weiterhin die Bereiche errechnet werden, in denen bei gegebener
Höchstkraft die Vorspannungskräfte liegen müssen.
-
In Abb. i sind diese Bereiche diagrammatisch für die Festigkeitswerte
der Schraübengüteklassen 4 bis, 12 maß-stäblich dargestellt.
-
Es wird 'hierzu bemerkt, daß :die zulässigen Spannungen u"" nach der
jeweiligen Fließgrenze a" errechnet und von 0,25ap bei der Güteklas,st 4
bis auf 0,3ap bei der Güteklasse 12 abgestuft werden. Die Mindestwerte der Bruchfestigkeit
und der Fließgrenze sind durch Versuche ermittelt.
-
In Abb. i ist der Bereich, innerhaJb dessen die erforderlichen Vorspannungskräfte
für Befestigungsschrauben verschieden sein können, senkrecht schraffiert. Die Linie
a zeigt die obere, die Linie c die- untere Grenze. Der schräg schraffierte- Bereich
der V-oTspannungskräfte für Dichtungsschrauben liegt zwischen den Linien
b und d. Es ist somit ein teilweises Überschneiden der Bereiche vorhanden.
-
Dichtungsvers-ekaubungen ohne, besondere elastisch nachgiebige Zwischenlage
zählen zu den Befestigungsschrauben.
-
Beim Berechnen dieser Bereiche wurden die praktisch eintretenden G-renzen
angenommen.
-
Die vom Konstrukteur beim Berechnen der Schrauben festgelegte Höchstkraft
muß man aJs angemessen und praktisch erfordexlich ansehen. Unterschreitungen der
jewei.,ls Vorspannungen verursachen aber gleich große Unterschreitungen dieser Höchstkräfte.
Man wÜrd somit die oberen Grenzwerte der beiden Vorspannungsbereiche als maßgebende
Werte ansehen müssen.
-
Die Linien der größtmöglich-sten Überschreitunr gen sind in dem Diagramm
nach Abb. i mit strichpunktierten Linien eingezeichnet. Es zeigt sich, daß die dadurch
erreichten Spannungen weit unteir der Fließgrenze liegen, also ungefährlich sind.
-
Der die Schrauben verwendende Konstrukteur schließt seine Berechnungen
in der üblichen Weise mit der Bestimmung des, Schraubendurchmessers und der erforderlichen
Güteklasse ab.
-
Zu jedem Schlüsselmaul werden nunmehr für jede Güteklasse und für
jeden der beiden Verwendungsfälle die Höchstwerte der Vorspannungskräfte berechnet,
die den Linien a und c in Abb. i entsprechen. Ein gefährliches Überlasten einer
Schraube wird bei Einhalten, dieser Vorspannungshöchstkräfte vermieden.
-
Bisher zeigen die Skalen der Drehmoment-Schlüssel entweder die Kräfte
in Kilogramm oder die Anzugsmomente in Zentimeter-kilogramin an. Erfindungsgemäß
wird die Skala, nach dien Kennzahlen der Güteklassen, zu denen die jeweiligen VorspannungsIkträfte
gehören, geeicht.
-
Diese Kennzahlen erscheinen in der Anzeigevorrichtung des Drehmoment-Schlüssels
unmittelbar, wenn durch die aufgewendete Anzugskraft gerade die Vorspannungskraft
erreicht wird. Es genügt die Kenntnis der Güteklasse, um eine Schraube mit diesem
Dreihmoment-Schlüssel richtig anziehen zu können.
-
Der Drehmoment-Schlüssel soll einen für die Praxis genügenden Anhaft
beim Anziehen der verschiedenen Schrauben bieten, aber dabei auch die Unterscheidung
zwischen Befestigungs- und Dichtungsschrauben ermöglichen.
-
W,es,ent,Iii,rih ist, daß der infollge seiner festen Maulöffnung nur
für einen bestimmten Schraubendurchmesser anwendbare Drehmoment-Schlüssel weder
die errechneten Vorspannungskräfte noch die dafür benötigten Anzugsmomente zahlenmäßig
anzeigt, sondern vielmehr ein richtiges Anziehen der Schrauben nach Kenntni
, s ihrer jeweiligen Güteklassen ermöglicht; diese Kennzahlen sind meist
am Schraubenkopf aufgeprägt bzw. können erfragt werden.
-
A'bb.,2,i zeigt,die Konstruktion eines einseitig wirkenden Drehmoment-Schlüssels.
-
Der Schafta des Einsatzschlüssels ist in der Hülse
b um den Zapfen c schwenkbar. Sein Hebelendesteht der Schraubenfeder
d gegenüber, die beim Anziehen einer'Schraube züsammengedrückt wird. Dieser
Federweg wird über das Ende eines Bügels e
und ein Verhindungsstück
f mittels eines Zahnsegmenthebels g vergrößert auf ein kleines Zahnrad
h übertragen, dessen freie Zapfenenden Zahlenscheiben i tragen, die beidseitig angeordnet
sind, um ein bei "-tiges Ablesen zu ermöglichen. Der Bügel e trägt
am anderen Ende- die Lagerung k für das ZaJinrad undden Segmenthabel und
umschließt das Anzeigewerk als Ganzes, so daß die Justierung und der Einbau erleichtert
werden.
-
Die in Abh- 4 dargestellten Zahlenscheiben haben für Befestigungs-
und Dichtungsschrauben besondere Zahlenskalen, die durch Strichart oder Farbe unterschieden
sind. Sie liegen unter durchsichtig verschlossenen, in Abb. 2 strichpunktiert angegebenen
Fenstern 1.
-
Die Fenster 1 sind teilweise verdeckbar bzw. freigebbar durch
darüberliegende, in Abb. 5 gezeichnete Schieber mit zwei Fenstern von so
bemessener Öffnung, daß entweder die. Skala, der Befestigungs- oder die der Dichtungsschrauben
abgelesen werden kann.
-
Dadurch werden Verwechslungen vermieden. Abb. 3 zeigt einen
zweiseitig wirkenden Drehmoment-Schlüssel. Sein Schlüsselschaft A ist in
der Hülse B um den Zapfen C schwenkbar und durch
einander gleiche
Schraubenfedern D justierbar in einer Mittellage gehalten. Zum justieren
dienen die Federbüchsen E, die mittels Gewinde in den Ansätzen F der Hülse
B eingestellt werden können.
-
Das Ende des Schlüsselsehaftes A ist mit einem federnd eingesetzten
Zahnsegment G versehen, das in ein kleines Zahnsegment H eingreift, dessen
äußere Zapfen die für das Ablesen auf beiden Seiten erforderlichen Zahlenscheiben
J tragen.
-
Die Zahnradzapfen drehen sich in der am Griffstück befestigten Lagergabel
K.
-
Die Fenster 1 sind strichputiktiert angedeutet und mit Deckschiebern
nach Abb. 5 versehen.