JPH0619169B2 - 取付力の表示を備えた拡張式合くぎ - Google Patents

取付力の表示を備えた拡張式合くぎ

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JPH0619169B2
JPH0619169B2 JP59501064A JP50106484A JPH0619169B2 JP H0619169 B2 JPH0619169 B2 JP H0619169B2 JP 59501064 A JP59501064 A JP 59501064A JP 50106484 A JP50106484 A JP 50106484A JP H0619169 B2 JPH0619169 B2 JP H0619169B2
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/02—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
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    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B13/04—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front
    • F16B13/045—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front having axially compressing parts allowing the clamping of an object tightly to the wall

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Dowels (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、必要に応じて備えられたボア入口側の拡張体
を長手方向に移動可能に貫通していて且つそのボア外端
に、ボルトを包囲する間隔スリーブを介して拡張スリー
ブまたは前記必要に応じて備えられたボア入口側の拡張
体に当接せしめられるボルト頭部またはナットが配設さ
れており、該ボルト頭部またはナットの基台に向いた下
面に該基台の表面に固着すべき工作物を固定する座金
が、また前記間隔スリーブと拡張スリーブまたはボア入
口側の拡張体との間に明らかな降伏点を有する軟鋼から
成るスリーブ状管部が各々備えられていて、その壁厚
が、合くぎ固有の取付力を生ぜしめる際に該管部の材料
の降伏点に達した時に作用せしめられる応力にちょうど
等しい圧縮力がこの管部に作用するように、選定されて
いる、そのボア内端がボア内側の拡張体に係合するボル
トが締付けられることにより、少なくとも一つの拡張ス
リーブのボア内端に或る好ましくは二つのその先細にな
った端部が互いに向き合って該拡張スリーブの対向する
端部に係合する円錐状の拡張体により半径方向に拡張可
能である、スリットの形成により薄片に分割された拡張
スリーブを有する基台の中ぐりボアに取付可能な拡張式
合くぎに関するものである。
工作物が合くぎにより基台上に固着されるとき、各合く
ぎにより達成可能な最大保持力そして固着装置の最大応
力容量及び寿命は、各合くぎに特有の取付力即ちボルト
の各々の応力降下及び断面積に関して許容の引張力また
は許容の引張応力がボルト内部に保有されているときに
一般的には完全に達成される。しかしながら、この場合
拡張スリーブのスリップのない取付のためには、取付過
程で合くぎに一度合くぎ固有の最大許容取付力が導入さ
れ、これが他方においてはボルトを過負荷にしないため
に越えてはいけないことが重要である。該ボルトに作用
する力または引張応力は直接的には測定可能ではないの
で、合くぎ製造者は、各々の合くぎに対してその材料の
剛性を考慮して各ボルトの断面に許容される引張応力に
基づき計算されボルトに螺合されたナットまたはそのボ
ルト頭部に作用せしめられる締付モーメントを指定し、
その保有はトルクレンチにより容易に保証され得る。し
かしながら実際には、計算された（そして指定された）
締付モーメントは、ボルトの負荷容量に関して許容され
る取付力と同じではない。取付過程で合くぎ構成部品の
間に生じる摩擦のために、作用せしめられる締付モーメ
ントの一部のみがボルト内の応力に変換される。摩擦損
失が同じ構成の合くぎにおいてほぼ同じであると、これ
は対応してより高く指定された締付モーメントにより容
易に考慮され得る、即ち締付効率が導入され得る。しか
しながら残念なことに同じ種類の合くぎにおいて同じ締
付力により得られる取付力は、その正確な決定が締付モ
ーメントの計算による補正によって可能ではないほど大
きく変動する。このために既に、指定された取付力の達
成が、合くぎの締付の際に発生する種々の摩擦抵抗の影
響を受けずに球面状に湾曲せしめられた座金により指示
される合くぎが開発されている（ドイツ公開明細書第３
０２２０１１号）。即ち、適当な材料の選択及び寸法に
より、この座金は最初の球面形状から平面状円板への軸
方向の変形の際にちょうど当該合くぎに対して指定され
た取付力の大きさに等しい変形抵抗を有している、即
ち、この座金を備えた合くぎは、該座金がその球面形状
から固着すべき工作物または基台へ密接した平面状態に
まで変形せしめられると、ちょうど指定された締付力で
取付けられる。このような変形可能な座金による取付力
の表示は、一方では完全に平らな形状を達成する直前の
座金の僅かな変形の違いが非常に明白に認められ得るの
で、合くぎのナットまたはボルト頭部が小さすぎるかま
たは−これは危険であるが−大きすぎる締付力で締付け
られることが完全には回避されない。
これに対して、本出願人の以前の未だ公表されていない
提案による合くぎにおいては、明らかな降伏点を有する
（軟）鋼から成るスリーブ状管部の軸方向変形可能性が
利用されており、その壁厚は、合くぎ固有の取付力を持
ちきたす際に、該管部の材料の降伏点に達したときに作
用する応力に等しい圧縮力がこの管部内にちょうど作用
するように、選定されている。該スリーブ状管部はかく
して指定された取付力を達成したときに、材料応力のさ
らなる上昇が生ずることなく軸方向に明らかに見えるよ
うに変形し始める。軸方向の締付行程を利用するために
そして指定された取付力を達成したときにも該管部の変
形を観察し得るために、該合くぎは、固着すべき工作物
の表面とこれに向いた合くぎのボルト頭部またはナット
の下面との間に先づ十分な間隔が在るように取付けられ
なければならない。上記以前の提案による合くぎの場
合、それは容易に変形可能で合くぎ自体に保持された連
動要素により達成されるが、合くぎの取付の際に必要な
間隔が合くぎの最初の取付後に再び引出される間に挿入
された間隔ゲージにより調節されるならば、該連動要素
は放棄され得る。
本発明は、指定された取付力を達成したときに生ずる管
部の変形が正確に開放可能で且つ取付者により明白に固
定可能であるように、以前の提案による合くぎを改良す
るという課題に基づいている。
冒頭に述べた種類の合くぎから出発して、この課題は本
発明によれば、管部が合くぎ固有の取付力を達成したと
きに軸方向に変形する領域において薄い表面層に硬化さ
れていることにより解決される。硬化層は軸方向に変形
可能な管部の圧縮剛性を高めるので、その変形断面は減
少せしめられ得る。指定された取付力を達成したとき
に、該薄い硬化層は脆く破壊し軸方向の圧力伝達に対し
てもはや関与し得ない。硬化されていない弱い残りの材
料は非常に小さな力により塑性変形され得る即ち、硬化
層の破壊の後に合くぎの取付のために必要な軸方向の力
は急に低下し且つこの小さな軸方向の力により比較的強
い軸方向の圧縮が可能であるので、合くぎの指定された
取付力の達成は、生ずる強い軸方向の圧縮により必要な
締付力が小さい場合にも認識される。
管部は好ましくは、低い炭素含有量の鋼から製造されて
いて、その硬化すべき表面領域に硬化の前に達成すべき
硬化層の厚さに応じて炭素を散乱せしめられている。硬
化のために必要な炭素が薄い表面層にのみ在るので、管
部の誤った連続硬化は可能ではない。
本発明の有利な他の形態においては、管部は、間隔スリ
ーブ及び拡張スリーブまたはボア入口側の拡張体の間に
別体に配設されたスリーブ部分に在る少なくとも一つの
好ましくは二つまたはそれ以上の軸方向に互いにずれて
周回する溝により形成されていて、該スリーブ部分は好
ましくは全体としてその外面及び内面が表面硬化されて
いる。
別の構成によれば、該管部は、間隔スリーブ自体に在る
少なくとも一つの好ましくは二つまたはそれ以上の軸方
向にずれて周回する溝によっても形成され得、この場合
間隔スリーブは同様にその外面及び内面が表面硬化され
ている。
該管部の必要な変形行程を保証するために、−以前の提
案による合くぎの場合のように−ボルト頭部またはナッ
トの下面と固着すべき工作物との間に、軸方向に作用す
る比較的小さな力の影響の下に合くぎ固有の取付力を達
成した際に該管部の軸方向圧縮量だけ軸方向に圧縮可能
な連動要素を配設することが好ましい。
本発明は図面に関連した一実施例の以下の説明において
より詳細に述べられ且つ図示されており、 第１図及び第２図は、工作物が一部断面で示された二重
拡張式合くぎにより基台に固着されている、本発明によ
り構成された合くぎを使用して製造された合くぎ固着装
置の断面図で、第１図は緩く取付けた状態の合くぎを第
２図は取付の完了した合くぎを示しており、 第３図及び第４図は第１図及び第２図による合くぎに備
えられた軸方向に変形可能なスリーブ部分を一方では変
形しない最初の状態でまた他方では指定された取付力で
合くぎを取付けた後締付けられ且つ変形された状態で半
分断面で示された側面図である。
第１図及び第２図に示された実施例は、例えばコンクリ
ート基盤であり得る基台１２上への工作物１０の固着装
置を示している。固着はこの場合工作物１０の固着ボア
１６を通して基台１２の中ぐりボア１８内へ挿入される
所謂二重拡張式合くぎ１４により行なわれる。合くぎ１
４はアンカー部品として、ボア内端から形成されたスリ
ット２２により個々の薄片状部分に分割されている拡張
スリーブ２０を有している。該スリット２２は拡張スリ
ーブ２０の上端にまで完全には達していないので、該拡
張スリーブは上端で残っているウエブ部２４により結合
されており、該ウエブ部は取付過程で最初に裂開する破
断予定ウエブとして役立つ。
拡張スリーブ２０の端部には各々円錐台状の拡張体２６
及び２８の先細になった端部が挿入されており、合くぎ
１４をその全長に亘って貫通しているボルト３０はボア
内側の拡張体２６のネジ穴に螺合されてている。他方の
拡張体２８には滑らかな貫通ボアが備えられていて、ボ
ルト３０は遊びをもって該貫通ボアを貫通している。最
後に述べた拡張体２８の上方に在るボルト３０の部分に
は間隔スリーブ３２が取付けられており、これはボルト
３０の外端に突合せ溶接されたボルト頭部３４の張力を
該拡張体２８に伝達し、間隔スリーブ３２の下端の端面
と該拡張体２８のボア入口に向いた端面との間に軟鋼即
ち明白な降伏点を有する鋼から成るスリーブ部分３６が
配設されており、これは−第３図及び第４図に関連して
以下によ詳細に説明されるように−その表面が薄い層に
硬化されている。その直径及び壁厚がほぼ間隔スリーブ
と同じに選定されたスリーブ部分３６は二つの軸方向に
ずれて周回する溝３７を有しており、その深さは各々、
残りの材料断面３７′において合くぎ１４に対して製造
者により指定された取付力でボルト３０を締め付けると
きに作用する軸方向の力が、外スリーブ部分が該溝３７
の領域で軸方向に圧縮されるほどの大きさである圧縮力
を引起こすように、選定される。該管部３６はかくして
該溝の領域において軸方向の短縮により、材料断面３
７′が溝３７の領域において表面硬化層による剛性の増
加を考慮して、該硬化層が脆く破壊し且つ該材料断面が
材料固有の降伏点を越えて負荷を受けるように選定され
ていると、締付力が許容された取付力を越えて増大せし
められる必要なしに、第２図に図式的に示された形状に
塑性変形する。合くぎを締付ける場合に取付力を達成し
た際に生ずる予め決定可能な該管部３６のこの軸方向の
圧縮量ａは−溝３７の軸方向の長さに基づいて−比較的
大きいが、間隔スリーブ３２のボア入口側の端部がこの
圧縮量ａだけ工作物１０または該工作物に装着されてい
る平面状の座金３８の表面を越えて突出しているときに
のみ観察され得る。この軸方向の圧縮量ａに対応する間
隔スリーブ３２の突出を合くぎの取付の際に強制的に利
用するために、ボルト頭部３４の下面と間隔スリーブ３
２のボア入口側の端面との間に比較的小さな力で軸方向
に変形可能な連動要素４０が配設されていて、該連動要
素は図示の実施例の場合ボルト３０のための同心の貫通
開口４２を備えた薄板から形成された球面状の皿の形態
を有しており、その凹状の空所は工作物１０または平面
状の座金３８に向いていて且つ、間隔スリーブ３２が該
連動要素４０の自由縁部が工作物または座金に当接して
いるときに第１図に示されているように量ａだけこの空
所内に突出しているように、その軸方向の深さが選定さ
れている。しかしながら、該連動要素は、合くぎの取付
の際にボルト頭部３４の下面と座金３８との間に該合く
ぎを間隔スリーブ３２を量ａだけ突出した状態で取付け
ることを可能にし且つ合くぎの軽い張架の後に再び引出
される厚さａのフォーク状間隔ゲージが挿入されるなら
ば、省略され得る。
第１図に示されたように先づ緩く取付けられた合くぎを
締付ける場合、第一にボア内側の拡張体２６が拡張スリ
ーブ２０の関連する端部内に引込まれるので、これは拡
張し且つ中ぐりボア１８の周壁に当接する。該拡張スリ
ーブはこれにより軸方向に中ぐりボア１８内で固定され
且つさらなる締付の際にはボルト３０は該中ぐりボア内
に強制的にネジ込まれ、ボルト頭部の下面は連動要素４
０の変形の下に間隔スリーブ３２を中ぐりボアの内側に
押込む、スリーブ部分３６を介して、この変位は拡張体
２８に伝達され、該拡張体は拡張スリーブ２０のウエブ
２４の一つまたはそれ以上を破砕し続いて該拡張スリー
ブのボア入口側の端部をも拡張し、それによって該拡張
スリーブは第２図に示されているように中ぐりボアの壁
部に密着する。ボルト３０のさらなる回動においては締
付力は、表面硬化層が脆く破壊された後に溝３７の領域
に残っている材料断面３７′における圧縮力がスリーブ
部分３６の材料に特有の降伏応力の大きさを越えるよう
な大きさまで急激に上昇する。その後、管部３６は既に
述べたように圧縮され、ボルト３０は、連動要素４０が
平坦に押圧され且つ座金３８上に平らに載るまでかなり
小さな締付力により締付可能である。しかしながら、溝
３７の仮定された寸法のために、材料断面３７′が変形
し始める最大締付力は、ちょうど指定された取付力に等
しい。即ち、ボルト頭部３４が連動要素４０を座金３８
上に平面状に当接せしめるまで締めつけられると、該合
くぎは指定された通りの取付力で取付けられる。又、そ
の合くぎが生じしめる取付力は、スリーブ部分３６が軸
方向に変形する際に溝３７の領域内において、予め指定
された大きさに達するまでは途中で弱まることなく、指
定通りの大きさまで達する。同様の効果は、ボルト３０
が通しボルトでありこれに突合せ溶接されたボルト頭部
３４の代りにナットが螺合されていても、当然のことな
がら達成される。間隔スリーブは、合くぎの取付の際に
座金３８の中央ボア４４を通って移動するので、座金３
８の該ボア４４の直径は間隔スリーブ３２の外径より少
し大きく選定されていなければならない。合くぎに緩く
装着された座金は合くぎから除かれて失くなっていても
よい。この理由から、座金３８の上面に載る連動要素４
０の縁部は座金３８と接着されまたは他の方法で連結さ
れるので、これは間隔スリーブ３２とボルト頭部３４と
の間に保持された連動要素４０により失くならないよう
に合くぎと連結されている。接着部が取付過程で破砕さ
れても、これは座金の紛失が不可能であるので有害とは
ならない。
第１図においては、座金の上面と皿状の連動要素の内面
との間に形成された空所に、着色された流動性物質４６
で満たされた破砕可能なカプセルが配設されていて、こ
のカプセルは合くぎの取付の際に平坦に押圧された連動
要素４０により破砕され、その際該流動性材料は押し出
されて座金３８と連動要素４０の間の周囲のスリットか
ら出ることにより付加的に、連動要素４０が平坦な形状
をとった即ち指定された取付力が達成されていることを
示す。
第３図及び第４図においては、溝３７を有するスリーブ
部分３６が合くぎの取付の前後で示されており、散乱さ
れた炭素により炭化され続いて硬化された薄い表面層４
８がスリーブ部分３６の右側の断面で示された半分に示
されている。このとき、硬化層４８は前面に即ち該スリ
ーブ部分の端面と同様に溝３７を備えた外面及び円筒状
の内面に設けられていることが明らかである。軸方向に
対応してより大きいただ一つの溝の代りにスリーブ部分
３６への二つ（またはそれ以上）の溝３７の形成または
より薄い壁厚の同じ長さの管部の使用は、−これは原則
として同様に可能である−スリーブ部分の不均一な変形
及びこれにより起こり得る機能障害を避けるために変形
可能な部分の細分化を目的としている。
本発明の思想の範囲内で前述した実施例の変形及び他の
形成が実現可能であることは明らかである。従って、取
付力の選定は簡単なまたはボア内端から円錐状に広がる
合くぎの場合にも対応して選定されたスリーブ部分によ
り可能であり、このとき、該スリーブ部分は−これが別
体に製造されているときには−好ましくは間隔スリーブ
のボア内端と拡張スリーブとの間に配設されているか、
または該間隔スリーブ自体が材料の旋盤加工により断続
的に取付力を表示する溝を備えている。この場合好まし
くは、間隔スリーブ全体が前述の如く表面硬化されてい
る。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】必要に応じて備えられたボア入口側の拡張
    体を長手方向に移動可能に貫通していて且つそのボア外
    端に、ボルトを包囲する間隔スリーブを介して拡張スリ
    ーブまたは前記必要に応じて備えられたボア入口側の拡
    張体に当接せしめられるボルト頭部またはナットが配設
    されており、該ボルト頭部またはナットの基台に向いた
    下面に該基台の表面に固着すべき工作物を固定する座金
    が、また前記間隔スリーブと拡張スリーブまたはボア入
    口側の拡張体との間に明らかな降伏点を有する軟鋼から
    成るスリーブ状管部が各々備えられていて、その壁厚
    が、合くぎ固有の取付力を生ぜしめる際に該管部の材料
    の降伏点に達したときに作用せしめられる応力にちょう
    ど等しい圧縮力がこの管部に作用するように、選定され
    ている、そのボア内端がボア内側の拡張体に係合するボ
    ルトが締付けられることにより、少なくとも一つの拡張
    スリーブのボア内端に在る好ましくは二つのその先細に
    なった端部が互いに向き合って該拡張スリーブの対向す
    る端部に係合する円錐状の拡張体により半径方向に拡張
    可能である、スリット形成により薄片に分割された拡張
    スリーブを有する基台の中ぐりボアに取付可能な拡張式
    合くぎにおいて、 管部（３７′）が合くぎ固有の取付力を達成したときに
    軸方向に変形する領域において薄い表面層（４８）に硬
    化されていることを特徴とする、合くぎ。
  2. 【請求項２】管部（３７′）が低い炭素含有量の鋼から
    製造されていて且つその硬化すべき表面領域に硬化の前
    に達成すべき硬化層（４８）の厚さに応じて炭素を散乱
    せしめられていることを特徴とする、請求の範囲１によ
    る合くぎ。
  3. 【請求項３】管部が、間隔スリーブ（３３）及び拡張ス
    リーブ（２０）またはボア入口の拡張体（２８）の間に
    別体に配設されたスリーブ部分（３６）に在る少なくと
    も一つの好ましくは二つまたはそれ以上の軸方向に互い
    にずれて周回する溝（３７）により形成されていること
    を特徴とする、請求の範囲１または２による合くぎ。
  4. 【請求項４】スリーブ部分（３６）がその外面及び内面
    を表面硬化されていることを特徴とする、請求の範囲３
    による合くぎ。
  5. 【請求項５】管部（３６）が、間隔スリーブ（３２）自
    体に在る少なくとも一つの好ましくは二つまたはそれ以
    上の軸方向にずれて周回する溝によって形成されている
    ことを特徴とする、請求の範囲１または２による合く
    ぎ。
  6. 【請求項６】間隔スリーブ（３２）がその外面及び内面
    を表面硬化されていることを特徴とする、請求の範囲５
    による合くぎ。
  7. 【請求項７】ボルト頭部（３４）またはナットの下面と
    固着すべき工作物（１０）との間に、軸方向に作用する
    比較的小さな力の影響の下に合くぎ固有の取付力を達成
    した際に該管部（３７′）の軸方向圧縮量（ａ）だけ軸
    方向に圧縮可能な連動要素（４０）が配設されているこ
    とを特徴とする、請求の範囲１乃至６の何れかによる合
    くぎ。
JP59501064A 1983-03-19 1984-03-02 取付力の表示を備えた拡張式合くぎ Expired - Lifetime JPH0619169B2 (ja)

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JPS60500774A JPS60500774A (ja) 1985-05-23
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DE (1) DE3310001C2 (ja)
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