JPS60500774A - 取付力の表示を備えた拡張式合くぎ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 取付力の表示を備えた拡張式台くぎ 本発明は、必要に応し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ツトが配設されており、該ボルト頭部またはナンドの基 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、また該ボ ルト頭部、またはナツトと拡張スリーブまた伏点）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持ちきた″ す際に該管部の材料の降伏点（圧縮降伏点）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応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、成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 た拡張スリーブををする基台の中くりボアに取付可能な拡張式台くぎに関するも のである。

工作物が金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 ポル十の各に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、取付過程で金くぎ 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ツ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しではない。取付過程で 金くぎ構成部品の□間に生じる摩擦のために１、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。摩擦損失が同し構成の金くぎにお いてほぼ同しであると、これは対応してより高く指定された締付モーメント心こ 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 とに同し種類の１合くぎにおいて同し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３０２２０１１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、咳座金が 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ゼ 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、金くぎのナツトまたは ボルト頭部が小さすぎるかまたは７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）ａ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応力がこの管部内 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 金くぎは、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 ンド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きの 最初の取付後に再ひ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解放可 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金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し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 −っΦ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。

咳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−ポルト頭部またはナンド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 台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１０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台 くぎ１４により行なわれる。金くぎ１４はアンカ一部品として、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２ ０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ェブ部２４により結合され ており、該ウェブ部は取付過程で最初に裂開する破断予定ウェブとして役立つ。

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ポルト３ｏ 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、ポルト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の上方に在るポル）３０の部分には間隔スリーブ３２が 取付けられており、これはポルト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 のボア人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し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ポル１−３０を締め付 けるときに作用する軸方向の力が、該スリーブ部分が該＄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応力を引起こすように、選定される。該管部 ３６はかくして線溝の領域において軸方向の短縮により、材料断面３７゛が溝３ ７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（圧縮降伏点）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図に開式的に示された形状に塑性変形する。合くきを締付ける場合 に取付力を達成した際に生ずる予め決定可能な咳管部３６のこの軸方向の圧縮量 ａは−ａ３７の軸方向の長さに基づいて一比較的大きいが、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３２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゛合ポルト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、金くぎの 取付の際にボルト頭部３４の下面と座金３８との間に該金くぎを間隔スリーブ３ ２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 れは拡張し且つ中くリポア１８の周壁に当接する。該拡張スリーブはこれにより 軸方向に中くりボア１８内で固定さ且つさらなる締付の際にはボルト３０は酸中 ぐりポ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４０の変形の下 に間隔スリーブ３２を中く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のウェブ２４の 一つまたはそれ以上を破砕し続いて該拡張スリーＯ ブのボア入口側の端部をも云拡、張し、それによって該拡張スリーブは第２図に 示され−で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ａ３７の領域に残ってい る材料断面３７゛における圧縮応力がスリーブ部分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て゛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４゜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４ ０を座金３８上に平面状に当接せしめるまで締付けられると、該合くぎは指定通 りに取付けられる即ちその指定された取付力が、スリーブ部分３６の軸方向の変 形の際に溝３７の領域において一部が再び解除される前に、少なくとも一度達成 される。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の代りにナツトが螺合されていても、当然のことながら達成され る。間隔スリーブはご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３８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１ 金は金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４０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１ＩＩ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、このカプセルは金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回においては、ａ３７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４８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１２ 分３６への二つ（またはそれ以上）のａ３７の形成またはより薄い壁厚の同し長 さの管部の使用は、−これは原則として同様に可能である一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 広がる金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Ｓこ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。

Ｆ１６ｊ　ＦＩＧ、４ 国際調査報告 λμ ｌｆｆ１＋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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し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ツトが配設されており、該ボルト頭部またはナンドの基台に 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、また該ボルト 頭部またはナンド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（圧縮降伏点）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持ち来たす際に該管部の材料の降伏点（圧 縮降伏点）に達したときに作用せしめられる応力にちょうと等しい圧縮応力かこ 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ｉｔＩ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 中ぐリボアに取付可能な拡張式台くぎにおいて、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１ｉ（４８）に ４ 硬化されていることを特徴とす悉、金くぎ。 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）の厚さに応して炭素を散乱 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、　管部が、間隔スリーブ（３３）及び拡張ヌリーブ（２０）またはボア入口 側の拡張体（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ｉｌ ｌ　（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、　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にょる合くぎ。 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ｌまたは２による合くぎ。 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、　ボルト頭部（３４）またはナンド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１５ 小さな力の影響の下に合（ぎ固有の取付力を達成した際に該管部（３７Ｍ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