NO330778B1 - Fremgangsmate og anordning for lastindikerende festesystemer - Google Patents

Fremgangsmate og anordning for lastindikerende festesystemer Download PDF

Info

Publication number
NO330778B1
NO330778B1 NO20000824A NO20000824A NO330778B1 NO 330778 B1 NO330778 B1 NO 330778B1 NO 20000824 A NO20000824 A NO 20000824A NO 20000824 A NO20000824 A NO 20000824A NO 330778 B1 NO330778 B1 NO 330778B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
load
head
fastening
bolt head
stem
Prior art date
Application number
NO20000824A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20000824D0 (no
NO20000824L (no
Inventor
Stanley Ceney
Original Assignee
Clarke Ronald C
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9717566.5A external-priority patent/GB9717566D0/en
Priority claimed from GBGB9718332.1A external-priority patent/GB9718332D0/en
Application filed by Clarke Ronald C filed Critical Clarke Ronald C
Publication of NO20000824D0 publication Critical patent/NO20000824D0/no
Publication of NO20000824L publication Critical patent/NO20000824L/no
Publication of NO330778B1 publication Critical patent/NO330778B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/02Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/02Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
    • F16B31/025Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load with a gauge pin in a longitudinal bore in the body of the bolt
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/02Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
    • F16B31/028Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load with a load-indicating washer or washer assembly
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
    • G01L5/243Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed using washers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Clamps And Clips (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Sheet Holders (AREA)
  • Slide Fasteners, Snap Fasteners, And Hook Fasteners (AREA)
  • Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører lastindikerende festesystemer som er tilpasset for å vise de lastene som de utsettes for og, mer spesielt, en ikke-berørende elektronisk anordning, slik som en reaktanskondensator, som måler en skiftende luftspalte eller form som oppstår når et festesystem belastes, og mer spesielt, en bildebehandlings- eller laseranordning uten kontakt som måler en varierende luftspalte eller form som oppstår når et festesystem belastes. Spesifikt vedrører oppfinnelsen en lastmålende anordning og en anordning som respektivt angitt i ingressen av krav 1 og 2.
Det er å foretrekke at de anvendte festesystemene kunne strammes nøyaktig i forhold til de beregnede lastnivåene for å sikre den strukturelle integriteten i den boltede sammen-føyningen. Det er vel kjent at indikert spenning gir en virkelig gjengivelse av den lasten som induseres i festesystemene. Momentnøkler brukes vanligvis for å stramme festeinn-retninger til forutbestemte kraftmomenter, men disse er utsatt for uforutsigbar friksjon slik at den spenningen som produseres kan være svært unøyaktig. Det å kunne regulere momentet vil med andre ord ikke føre til en nøyaktig belastning av et festesystem.
Noen måleanordninger, som for eksempel lineære transdusere, må etablere fysisk be-røring for å fungere. Disse berøringsmetodene er i seg selv vanskelig å bruke i felten. De målte spenningene er svært små og enhver forurensning av overflaten (korrosjon, skitt, naturlige slipemidler, skade ved bruk etc.) fører til vesentlige feil. Det er derfor en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å kunne måle spenning ved bruk av en ikke-berørende anordning og fremgangsmåte.
Tidligere kjente, ikke-berørende anordninger og fremgangsmåter for å måle en feste-anordnings utstrekning ved strekkbelastning har benyttet elektriske komponenter inne i hver festeanordning, typisk en bolt eller en nagle. Disse kjente fremgangsmåtene har et antall vesentlige problemer tilknyttet seg.
Av tidligere kjent teknikk skal spesielt US RE30183, US 5.392.654 og US 5.691.815 nevnes.
Et problem med tidligere kjente, ikke-berørende måleanordninger er at det er urimelig dyrt å instrumentere hver individuelle festeanordning med elektriske komponenter. I tillegg svekker den integrerte instrumenteringen festeanordningens integritet og er ikke egnet for de røffe omgivelsene der disse ofte brukes. Det er derfor en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en kostnadseffektiv lastindikerende festeanordning der festeanordningen i seg selv ikke inneholder elektriske deler.
Et annet problem med tidligere kjente ikke-berørende måleanordninger er at de typisk fordrer at festeanordningen gjennomgår en komplisert modifikasjon, hvilket gjør produksjonsprosessen vanskelig. Det er et derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse å måle festeanordningens utstrekning ved hjelp av en enkel anordning og fremgangsmåte som kun krever en mindre modifikasjon av festesystemet som er lett og hurtig innarbeidet i produksjonsprosessen.
Fremlagt under er et kort sammendrag av oppfinnelsen som oppnår de nevnte og andre formål og frembringer de nevnte og heretter konstaterte fordeler og fortrinn ifølge strukturen, funksjonen og resultatene av den foreliggende oppfinnelse som omfattet og bredt beskrevet her. Søkers oppfinnelse omfatter hver for seg både den anordningen og den fremgangsmåten som er beskrevet her, som oppnår den foreliggende oppfinnelses formål og fordeler. Begge av oppfinnelsens formater er beskrevet under, og det er søkers hensikt å kreve begge formatene selv om søker fra tid til annen under, av hensyn til klarhet og korthet, vil bruke enten det ene eller andre formatet for å beskrive ulike aspekter og særtrekk ved oppfinnelsen.
Ifølge den foreliggende oppfinnelse frembringes det et lastindikerende festesystem som består av et element som utsettes for spenninger når festeanordningen brukes, en lastfølende anordning med deler oppstilt for å kunne bevege seg i forhold til hverandre som en reaksjon på endringer i elementets lengde eller form eller en tilhørende skiveform ved en anvendt belastning, og en separat, ikke-berørende spaltemålingsanordning, slik som en elektronisk anordning inkludert en reaktanskondensator, eller slik som en bildebehandlingsanordning, eller slik som en laseranordning (heretter kollektivt og/eller individuelt omtalt som "en ikke-berørende spaltemålingsanordning") som, når denne er festet inntil festeanordningen, registrerer de bevegelige delenes nevnte, relative bevegelse ved hjelp av en ikke-berørende fremgangsmåte.
Festesystemet kan være utformet som en bolt eller nagle, en mutter og skiver, eller andre former. Når utformet som en bolt, består festehjelpemidlets element av et hode og en stamme som i det alt vesentlige kan være av en standard form. Tilsvarende, når formet som en nagle, består elementet av en stamme som i det alt vesentlige kan ha en standard form. I begge disse nevnte formene kan en skive omfatte anordningen for å vise de bevegelige delene, som føles ved en separat, ikke-berørende spaltemålingsanordning av den typen som er beskrevet over. I tilfellet bolt eller nagle, vil det lastfølende elementet reagere på en endring i stammens lengde under den anvendte belastningen. I tilfellet skive, vil det lastfølende elementet føle formendringen i skiven ved den anvendte belastningen. Den spaltemålende anordningen kan enkelt festes til boltens hode, gjengeende, nagleende, eller skive der den lett kan festes når festesystemet er i bruk.
Det lastfølende elementet indikerer endringer i lengden på festeanordningens element, eller endringer i skivens form, eller endringer i bolthodets form når festesystemet festes og når festesystemet har blitt festet. Når festesystemet festes, vil således den anvendte lasten registreres ved hjelp av den ikke-berørende spaltemålingsanordningen som vil indikere når festesystemet når en foreskrevet arbeidslast. Den ikke-berørende spaltemålingsanordningen kan festes til festesystemet og oppnå en måling som kan vises på en dataskjerm 24 eller annen fremvisningsenhet. Denne målingen kan brukes i strammeprosessen. Målingen kan brukes etter den begynnende strammingen for å inspisere for endringer i den opprinnelige belastningstilstanden.
Faktiske festesystemlaster kan vises på monitoren 24 og en elektrisk utgangsverdi kan brukes for å regulere kraftdrevne strammeverktøy (ikke vist) eller indikere en varsling når festesystemets ønskede last er oppnådd.
Lastføleanordningen kan innrettes for å registrere anvendte laster opp til prøvelasten på festesystemets materialer (prøvelast er den maksimale lasten som kan opprettholdes før en permanent endring av de opprinnelige dimensjonene inntrer).
Dannelsen av en spalte som endrer seg med varierende spenning kan oppnås på mange måter. I den foretrukne utførelsen består anordningen for å lage denne skiftende spalten et lastfølende element anbragt i den retningen som strekkbelastningen anvendes til elementet når festesystemet er i bruk, og har en ankerdel. Ankerdelen er stivt forankret til elementet på en del av elementet der det er bevegelse når festeanordningen anvendes for bruk. En luftspalte mellom den ikke-berørende spaltemålingsanordningen og elementet blir bredere eller smalere avhengig av hvorvidt festeanordningen festes eller frigir strekkbelastning. Den ikke-berørende spaltemålingsanordningen reagerer ved å måle luftspalten og registrerer den anvendte lasten på en monitor 24. Det lastfølende elementet er fortrinnsvis laget av det samme materialet, eller har i det minste den samme termiske ekspansjonskoeffisienten, som hoveddelens materiale. På denne måten vil en endring av de temperaturene ved hvilke festesystemet kan brukes, ikke affisere det lastfølende elementets funksjon.
I en foretrukket utførelse er det lastfølende elementet en stang med fast diameter, der én ende utgjør forankringsdelen, og den andre enden er fri for å kunne bevege seg i forhold til festeanordningen. Minst en del av det lastfølende elementet kan anbringes i en blindboring eller gjennomføring i hoveddelen. Når den lastfølende anordningen består av et element, som beskrevet over, kan det utstyres med en innføringsdel som settes inn i boringens eller gjennomføringens blinde endedel. Forankringen kan være forankret i bunnen av boringen eller gjennomføringen. Boringen eller gjennomføringen kan ha en mindre bunndel der ankerdelen forankres. Det er beleilig at den ikke-berørende spaltemålingsanordningen er plassert på eller ved den frie enden av en slik boring eller gjennomføring. Der kan være en direkte forankring av elementet til hoveddelen, for eksempel ved sveising, gjenging eller klebende sammenføyning, eller elementet kan være forankret til bunnen, som på en egnet måte er festet til hoveddelen. Bunnen på boringen eller gjennomføringen kan være i form av en tett inngrepsboring der elementet presses inn for å gi en fast forankring.
Det lastfølende elementet kan ordnes for å fungere over et gitt spenn med endringer i hoveddelens lengde ved anvendt strekkbelastning. Dette vil vanligvis være ved forlengelse av hoveddelen fra den ubelastede tilstanden og opp til materialets prøve-belastning. Når lasten anvendes for å strekkbelaste hoveddelen, beveger det lastfølende elementet seg inn i hoveddelen, bort fra nullpunktet (nullpunkt eller datum betyr den faste delen på festeanordningens øvre hodeflate som ikke beveger seg). Den ikke-berørende spaltemålingsanordningen fester seg til hoveddelen og måler forskjellen mellom nullpunktet (referansepunktet eller formen) på hoveddelen og det lastfølende elementet, og den ikke-berørende spaltemålingsanordningen kalibreres for å indikere lasten.
For en gitt forlengelse under prøvebelastningen, kan en nødvendig original lengde be-regnes fra:
der:
E = Youngs modul for hoveddelens materiale
A = hoveddelens tverrsnittsareal
Den nødvendige originale lengden vil variere ved ulike tverrsnittsarealer og/eller prø-vebelastninger. Prøvebelastningsføleelementer med ulike lengder kan frembringes for et spekter av størrelser på festeinnretningene, ved behov. Det er imidlertid blitt generelt lettere og mer økonomisk med tanke på fabrikasjon å frembringe lastfølende elementer for festeinnretningene ifølge oppfinnelsen med lastføleelementer i en standard lengde og så kompensere for forskjellen ved hjelp av den ikke-berørende
spaltemålingsanordningen.
Den foreliggende oppfinnelse har mulighet for å gi en svært nøyaktig indikasjon av de anvendte lastene på festesystemet. Indikasjonen fra den ikke-berørende spaltemålingsanordningen av de anvendte lastene, gjør at en person lett kan se hva den anvendte lasten på festesystemet er. Dette kan være fra en portabel, batteridrevet monitor/fremvisningsenhet, som kan være håndholdt og forbundet med den ikke-berørende spaltemålingsenheten ved hjelp av en kontrollkabelforbindelse.
Festesystemet kan produseres uten at det vil være vesentlig dyrere enn en konvensjonell festeinnretning eller lignende type. Boringene kan for eksempel lages ved den opprinnelige fabrikasjonsprosessen. Videre kan en konvensjonell festeinnretning med letthet tilpasses for å omfatte den lastfølende anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen.
I en annen form kan lastfølingen arrangeres for å registrere anvendte laster til prøve-belastningen for materialet ved hjelp av en lastindikerende skive. Skiven er laget for å avbøyes av spenningen i festesystemet og den ikke-berørende spaltemålingsanordningen måler avbøyningen mot en statisk del av skiven/bolten. Den ikke-berørende spaltemålingsanordningen er kalibrert for å indikere lasten i festesystemet som forklart ovenfor.
I en annen form kan lastføling arrangeres for å registrere anvendte laster opp til prø-vebelastningen for materialet ved å måle avbøyningen av et spesielt utformet bolthode når bolten er utsatt for spenning, der målingen tas fra to deler som beveger seg i forhold til hverandre når bolten er satt i spenning. Den ikke-berørende spal temålingsanordningen kalibreres for å indikere lasten i festesystemet som forklart ovenfor.
Metoden som brukes i den foretrukne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen er måling ved hjelp av reaktans som er:
Forskyvning = spalteendring
der F = frekvens (hertz)
C = kapasitans (farad)
D = dielektrisk konstant (luft =1)
A = areal (cm<2>)
G = spalteåpning (cm)
Fremlagt er noen av fordelene ved den foreliggende oppfinnelsen:
1. En ikke-berørende spaltemålingsanordning bestående av all nødvendig elektronikk, måler en varierende luftspalte eller form som frembringes når et festesystem er satt under spenning uten fysisk å være i berøring med de bevegelige delene som måles. 2. Måling ved hjelp av ikke-berøring minimaliserer feil som følge av forurensning eller på grunn av omgivelsene. 3. Avstanden som måles bestemmes av den gjennomsnittlige middelverdien på hele flaten som måles, hvilket ikke er tilfellet for fremgangsmåter der berøring
brukes.
4. Anordningen og fremgangsmåten er kostnadseffektiv fordi festeinnretningens kostnad ikke vil endre seg vesentlig, om i det hele tatt, da det kun er behov for å gjøre mindre modifikasjoner på festeinnretningen for å implementere oppfinnelsen.
5. Festeinnretningen har ingen elektriske deler.
6. Modifikasjonene i festesystemets utforming vil innarbeides i fabrikasjonsprosessen.
7. Festesystemet er egnet for selv de mest ugjestmilde anvendelsene.
8. Forskyvning er direkte proporsjonal med reaktans og vil gi en lineær graf.
9. Festesystemets lastindikering er svært nøyaktig og gjentagbar.
10. Systemet er portabelt og kan brukes i felten for lett å kontrollere og lett å lese de anvendte lastene.
Den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved de i karakteristikken av krav 1 og 2 respektivt angitte trekk.
En fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen fremgår av krav 3.
Fig. 1 er et delvis gjennomskåret snitt av den foreliggende oppfinnelsen og viser modifikasjonene på en festeinnretning og måleelementet inkorporert i dette for å måle spalteåpningen. Også vist er det portable reaktanskondensatorhodet med en reaktanskondensator formet som en ring og en reaktanskondensator formet som en sylinder. Den ringformede reaktanskondensatoren måler spalteåpningen mellom den ringformede reaktanskondensatorens flate og den faste delen av festeinnretningen. Den sylinderformede reaktanskondensatoren måler spalteåpningen mellom den sylinderformede reaktanskondensatorens flate og den øvre, frie enden av måleelementet. Den ikke-berørende spaltemålingsanordningen beregner forskjellen mellom den frie enden av måleelementet og datumplanet (referanseplanet). Den ikke-berørende spaltemålingsanordningen beregner forskjellen mellom de to målingene, og resultatet er nøyaktig kalibrert for å indikere innspenningslasten generert av festeinnretningen når den er i bruk. Fig. 2 er et snitt likt det i fig. 1, og viser festeinnretningen beskrevet i fig. 1 uten det portable hodet. Fig. 3 er et snitt likt det i fig. 1, og viser en alternativ mulighet for å måle spalteåpningen ved hjelp av en sylinderformet reaktanskondensator. Det portable hodet er festet til den faste delen av festeinnretningens datumflate. Den sylinderformede reaktanskondensatoren måler spalteåpningen mellom den sylinderformede reaktanskondensatorens flate og den øvre, frie enden på måleelementets flate. Den ikke-berørende spaltemålingsanordningen beregner de ulike målingene av spalteåpningen og er kalibrert for å indikere innspenningslasten som er påført av festeinnretningen når den er i bruk. Fig. 4 er et snitt likt det i fig. 1, og viser en spesielt utformet skive som avbøyer når festesystemet er satt under spenning og en ikke-berørende spaltemålingsanordning for å måle spalteåpningen. Den med reaktanskondensator, ikke-berørende spaltemålingsanordningen måler, når den er festet til den boltede forbindelsen, spalteåpningen mellom reaktanskondensatorens flate og den delen som måles på skiven. Fig. 5 er et snitt likt det i fig. 1, og viser en spesielt utformet skive som deformerer festeinnretningens hode slik at to ulike deler av hodet kan måles i forhold til hverandre ved hjelp av den med reaktanskondensatoren utstyrte, ikke-berørende spaltemålingsanordning når festeinnretningen er satt i spenning. Fig. 6 er et snitt likt det i fig. 1, og viser en ytterligere modifisert form av den foreliggende oppfinnelse med en bildebehandlings- eller lasertype spaltemålingsanordning montert for bruk. Fig. 7 er et snitt likt det i fig. 1, og viser et festeinnretningshode som er modifisert for å avbøyes ved belastning når festeinnretningen er utsatt for en strekkraft. Fig. 8 er et snitt likt det i fig. 1, og viser en ytterligere modifikasjon av den foreliggende oppfinnelse med en spesielt utformet skive som avbøyes og også avbøyer festeinnretningshodet ved belastning når festeinnretningen er utsatt for en strekk-kraft. Fig. 9 er et snitt likt det i fig. 1, og viser en ytterligere modifikasjon av den foreliggende oppfinnelse der den spesielt utformede skiven i fig. 9 avbøyes ved belastning når festeinnretningen er utsatt for en strekkraft og endringen i spalteåpningen måles fra systemets side.
Med henvisning nå i detalj til tegningene, som i fig. 1,2, er det der vist en utførelse av en lastindikerende festeinnretning i en boltet sammenføyning 25 der, for å måle den varierende spalteåpningen mellom flatene på reaktanskondensatorene 15,16 og stammen 4, er frembrakt et boltfestesystem 1 med en metallhoveddel 2 laget av stål, for eksempel som omfatter et sekskantet hode 3 og en stamme 4, der stammen 4 har en utvendig skruegjenget del 5 anbragt med mellomrom fra hodet 3 ved en slett sylindrisk del 6, skiver 26,27, en mutter 28, og en reaktanskondensator 15A som, i utførelsen som er vist i fig. 1, omfatter den sylindriske reaktanskondensatoren 15 og den ringformede reaktanskondensatoren 16 for å måle den varierende spalteåpningen.
Boret inn i hoveddelen 2, koaksialt med dennes rotasjonsakse, er en blindboring 7 som strekker seg fra toppen av hodet 3, gjennom hodet 3 og inn i stammen 4 i om lag en fjerdedel av lengden av den slette sylindriske delen 6. Den lukkede indre enden av boringen 7 har en mindre forsenkning 9 med tett toleranse, som tjener som en forankring for måleelementet 8. Boret i boringen 7 er en lastfølende anordning, som består av måleelementer 8, laget av det samme materialet som hoveddelen 2. Elementet 8 er forankret i boringen 7 i forsenkningen 9. Forankringen kunne for eksempel presses inn i boringen 9 eller kan festes der ved hjelp av et hvilket som helst av ulike typer fester.
Den øvre flaten på hodet 3 er maskinbearbeidet for å danne en lokaliseringstapp 10, øvre datumflate 11 og en nedre flate 12. Elementets 8 frie ende 8A er slepet plant med den øvre datumflaten 11 på hodet 3. Elementet 8 reagerer på laster påført stammen 4 ved hjelp av mutteren 28 når festeinnretningen er i bruk. Reaksjonen skyldes forlengelsen av stammen 4 under de påførte lastene. Det er hensiktsmessig for elementet 8 å føle de anvendte lastene og indikere nevnte laster opp til prøvebelastningen for materialet i hoveddelen 2. Elementet 8 er derfor arrangert for å kunne reagere på forlengelsen i stammen 4 opp til forlengelsen som forårsakes av prøvebelastningen. For at dette skal kunne oppnås, er elementet 8 satt i boringen 7 på hoveddelen, slik at forankringen i forsenkningen 9 beveger elementet 8 inn i eller ut av hoveddelen 2, avhengig av lasten som påføres i stammen 4. Elementets 8 frie ende 8A beveger seg derfor i forhold til den øvre datumflaten 11 på hodet 3, avhengig av hvorvidt stammen 4 er belastet eller ikke. Når stammen 4 er ubelastet, er det øvre elementet 8 og hodets øvre datumflate 11 plan, hvilket indikerer at det ikke er noen last i stammen 4. Fordi materialet i stammen 4 følger Hookes lov, kan spalteåpningen som dannes mellom elementets 8 frie ende 8A og den øvre datumflaten 11 på hodet 3, kalibreres for å indikere last ved hjelp av den portable hodemålingsanordningen 13 opp til prøvebelastningen for materialet i stammen 4. Under forutsetning av at prøvebelastningen ikke overskrides, vil lastindikasjonen alltid være repeterbar.
Det portable hodet 13 inneholder reaktanskondensatorene 15,16 og er konstruert for presist å kunne påsettes hodets 3 lokaliseringstapp 10. Det portable hodet 13 festes til hodet 3 ved hjelp av en magnet 14 montert på bunnen av det portable hodet 13, eller det portable hodet 13 kan festes til hodet 3 ved hjelp av en annen kjent metode. Den ringformede reaktanskondensatoren 16 måler spalteåpningen mellom flaten 1 IB på kondensatoren 16 og den øvre datumflaten 11 på hodet 3. Den sylinderformede reaktanskondensatoren 15 måler spalteåpningen mellom flaten 1 IA på kondensatoren 15 og den frie enden 8A på elementet 8. De nevnte spalteåpninger mellom de nevnte flatene og de to kondensatorene 15,16 sammenlignes med den ikke-berørende spaltemålingsanordningen og tilhørende elektronikk som omfatter reaktanskondensatoren 15,16, kapasitansforsterker 22, signalbehandler 23, og display 24 som er kalibrert for å indikere den lasten som stammen 4 er utsatt for ved bruk.
Den ringformede reaktanskondensatoren 16 i fig. 1 er erstattet i fig. 3 med en massiv metallskive 17 som er montert i det portable hodet 17A og som støter mot den øvre datumflaten 11 på hodet 3. Reaktanskondensatoren 15 opererer fremdeles på samme måte som beskrevet for fig. 1. Alle andre detaljer er som beskrevet for fig. 1. Reaktanskondensatoren 15 sammenligner forskjellen mellom datumflaten 11 og bevegelsen av elementet 8 når systemet er i bruk.
Som vist i fig. 4, avbøyer festesystemet 1 skiven 18 når den er i bruk. Reaktanskondensatoren 31 måler spalteåpningen mellom flaten 32 på kondensatoren 31 og skivens 18 flate 20. Systemet virker som beskrevet for fig. 1.
Vist i fig. 5, er der en spesielt utformet skive 21 som avbøyer hodet 3 på bolten og de ringformede reaktanskondensatorene 16A, 16B, montert i de portable hodene 33A og plassert på toppen av bolthodet 3 ved hjelp av lokaliseirngspinnen 33, sammenligner to deler av hodet 3 i forhold til hverandre for å indikere lasten. Ellers er systemet som beskrevet for fig. 1.
Som vist i fig. 6, inneholder det portable hodet 34A kameraet eller laseren 34 som er forbundet med bildebehandleren 35 som er forbundet med et display 36. Det portable hodet 34A er konstruert for nøyaktig å kunne settes på hodets 3 lokaliseringstapp 10. Det portable hodet 34A festes til hodet 3 ved hjelp av en magnet 14 montert på bunnen av det portable hodet 34A, eller det portable hodet 34A kan festes til hodet 3 ved hjelp av andre kjente måter. Kamera- eller lasersystemet 34, 35 måler spalteåpningen mellom den frie endeflaten 8A på elementet 8 og den øvre datumflaten 11 på hodet 3. Spalteåpningene mellom datumflaten 11 og den frie enden 8A på elementet 8 sammenlignes ved hjelp av kamera- eller lasersystemet 34,35 og kalibreres for å indikere den lasten som stammen 4 er utsatt for ved bruk. Kameraet 34 kan erstattes av en laser 34 og kobles til en behandlingsenhet 35 og et display 36 eller til en datamaskin (ikke vist).
Vist i fig. 7 er en alternativ mulighet for å måle avbøyningen av festeinnretningshodet 40 når systemet er satt under last. Det spesielt utformede hodet 40 er formgitt med et ringformet spor 41, en tapp 10 med en ringformet ytre flate 42 som omslutter en fordypning 43 med en bunnflate 44 og en sylindrisk vegg 45, og den portable monitoren 34A med kameraet eller laseren 34 påviser endringen i hodets form når dette er satt under last. Elektronikken kalibreres for å anerkjenne lastskalaen fra null til prøvebelastningen for materialet og for å indikere den lasten som påføres festeinnretningen. Fig. 8 er den samme som beskrevet i fig. 7, men en spesiell skive 21 forårsaker en av-bøyning av det spesielt utformede hodet 46, med en fordypning 43 med en nedre flate 44 og en vegg 45 og en utvendig konkav flate 47. Fig. 9 er den samme som beskrevet i fig. 8, men den endrede formen på den spesielle skiven 22, på grunn av at festesystemet belaster opp til materialets prøvebelastning, påvises enten ved hjelp av kameraet eller laseren 34 som vist.
Beskrivelsen over av den foretrukne utførelsen og beste metode for oppfinnelsen kjent for søkeren ved søknadstidspunktet, er lagt frem i illustrasjons- og beskrivelsesøyemed. Den er ikke tenkt å være uttømmende eller å begrense oppfinnelsen til den presise formen som her er fremlagt, og det er naturligvis mulig med mange modifikasjoner og varianter i lys av det som er fremlagt over. Utførelsen ble valgt og beskrevet for best å kunne forklare oppfinnelsens prinsipper og dens praktiske anvendelse for derved å sette andre som er kyndige i faget i stand til best å utnytte oppfinnelsen i ulike utførelser og med ulike modifikasjoner som måtte passe den aktuelle bruken. Det er hensikten at oppfinnelsens omfang defineres av de følgende patentkrav.

Claims (3)

1. Lastmålende anordning, innbefattende: et eksternt montert kamera eller laser (34) understøttet i et portabelt følehode (34A) og konfigurert og konstruert for å føle en varierende spalteåpning mellom, på den ene side, en endeflate (8A) på en stang (8) i og forankret til bunnen av en boring (7) i et bolthode (3) og stammen (4) på et festesystem (1) og, på den andre side, en datumflate (11) på festesystemets (1) bolthode (3), forårsaket av langsgående forlengelse av stammen (4) under spenning i forhold til bolthodets (3) datumflate (11) uten å berøre de i forhold til hverandre bevegelige delene av festesystemets (1),karakterisert vedat den videre innbefatter en genereringskrets som reagerer på den følte, variable spalteåpningen for å gi et utgående signal som er indikativt for den innspenningslasten som anvendes på festesystemet (1).
2. Anordning, innbefattende: en festeinnretning (1) innbefattende et bolthode (3), med en datumflate (11), og en stamme (4), en boring (7) som strekker seg inn i festeinnetningen (1) gjennom bolthodet (3) og inn i stammen (4), en stang (8) anbragt i boringen (7) og festet til festeinnretningen (1) og med en endeflate (8A) anbragt nær datumflaten (11), og en variabel spalteåpning som dannes mellom endeflaten (8A) til elementet (8) og bolthodets (3) datumflate (11) som en reaksjon på last påført festeinnretningen (1); og et eksternt montert kamera eller laser (15 og 16, 15 og 17, 16A og 16B, eller 34) for kontaktløst å avføle spalteåpningen, ogkarakterisertved videre å innbefatte en genereringskrets som reagerer på den avfølte, variable spalteåpningen for å gi et utgående signal som er indikativt på den lasten som påføres festeinnretningen (1).
3. Anordning i henhold til krav 2,karakterisert vedat kameraet eller laseren understøttes av et portabelt følehode som avtagbart bæres på toppen av bolthodet (3).
NO20000824A 1997-08-19 2000-02-18 Fremgangsmate og anordning for lastindikerende festesystemer NO330778B1 (no)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9717566.5A GB9717566D0 (en) 1997-08-19 1997-08-19 Load indicating fastener systems
GBGB9718332.1A GB9718332D0 (en) 1997-09-01 1997-09-01 Load indicating fastener system
PCT/US1998/017060 WO1999009327A1 (en) 1997-08-19 1998-08-17 Load indicating fastener systems method and apparatus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20000824D0 NO20000824D0 (no) 2000-02-18
NO20000824L NO20000824L (no) 2000-04-14
NO330778B1 true NO330778B1 (no) 2011-07-11

Family

ID=26312090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20000824A NO330778B1 (no) 1997-08-19 2000-02-18 Fremgangsmate og anordning for lastindikerende festesystemer

Country Status (16)

Country Link
EP (2) EP1003978B1 (no)
JP (3) JP2001515218A (no)
KR (1) KR100411354B1 (no)
CN (1) CN1146721C (no)
AT (2) ATE453057T1 (no)
AU (1) AU743407B2 (no)
BR (1) BR9812129A (no)
CA (1) CA2300894C (no)
DE (1) DE69841403D1 (no)
DK (2) DK2175147T3 (no)
EA (1) EA001307B1 (no)
ES (2) ES2375090T3 (no)
ID (1) ID29459A (no)
NO (1) NO330778B1 (no)
PT (1) PT1003978E (no)
WO (1) WO1999009327A1 (no)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ293517B6 (cs) 1999-06-22 2004-05-12 Škodaáautoźáa@Ás Spojovací šroub pro opakované utahování přes mez kluzu
GB2372826A (en) * 2001-03-01 2002-09-04 Rotabolt Ltd Load-indicating fastener
EP1254865A1 (en) 2001-04-27 2002-11-06 VA TECH WABAG GmbH Disintegration of Anaerobically digested sewage sludge
GB0121317D0 (en) * 2001-09-03 2001-10-24 Sjb Engineering Ltd Load-indicating fastener
KR100507982B1 (ko) * 2002-11-18 2005-08-17 주식회사 포스코 공기압축식 쉬어핀 절손 감지장치
US7289033B2 (en) * 2005-06-30 2007-10-30 General Electric Co. Wireless sensing washers for imaging device attachment
NL1033069C2 (nl) * 2006-12-15 2008-06-17 Ind Bolting Technology And Sup Inrichting en werkwijze voor het aantrekken van een op een draadeind gedraaide moer en samengestelde onderlegring en moer voor een dergelijke inrichting.
GB2469019A (en) * 2009-03-30 2010-10-06 Ronald Scott Bolt pre-load monitor using eddy current displacement sensor
US8659307B2 (en) * 2010-08-17 2014-02-25 Rosemount Aerospace Inc. Capacitive sensors for monitoring load bearing on pins
CN101886961B (zh) * 2010-07-26 2011-11-16 西安理工大学 螺栓结合面单元全载荷静特性试验装置及试验方法
DE102010042263A1 (de) * 2010-10-11 2012-04-12 Hilti Aktiengesellschaft Sensoranordnung, beispielsweise an einem Ankerbolzen
US10131419B2 (en) 2010-10-15 2018-11-20 Goodrich Corporation Systems and methods for detecting landing gear ground loads
JP5738053B2 (ja) * 2011-04-18 2015-06-17 株式会社ニフコ ファスナ
GB201115040D0 (en) * 2011-08-31 2011-10-12 Phipps Maria J Load indicating washer
CN103164997A (zh) * 2011-12-13 2013-06-19 南京梅山冶金发展有限公司 一种螺栓紧固实训装置
GB201300093D0 (en) * 2013-01-04 2013-02-20 Phipps Maria J Load indicating nut/washer
ES2916832T3 (es) 2014-07-30 2022-07-06 Integrity Eng Solutions Pty Ltd Sujetadores
KR101843041B1 (ko) * 2016-03-16 2018-03-29 충남대학교산학협력단 패스너의 체결부 변위량 측정장치
CN109154322B (zh) * 2016-05-18 2021-04-23 因特格瑞提工程方案有限公司 负载指示紧固件
CN106323154B (zh) * 2016-08-12 2019-08-02 安徽容知日新科技股份有限公司 监测紧固件松动的装置及系统
CN106054263A (zh) * 2016-08-22 2016-10-26 杨志强 一种螺丝松动监测装置及系统
DE102016012564A1 (de) * 2016-10-21 2018-04-26 GLBS Patentverwertungsgesellschaft GbR (vertretungsber. Gesellschafter Dr. Jörg Stahlmann, 64546 Mörfelden-Walldorf und Dr. Matthias Brenneis, 63776 Mömbris) Verbindungselement mit integriertem Sensor
CN107339309A (zh) * 2017-06-30 2017-11-10 上海应谱科技有限公司 一种智能紧固件的预紧力监测系统
CN107505077A (zh) * 2017-06-30 2017-12-22 上海应谱科技有限公司 一种智能紧固件的预紧力的测量方法
CN108571504A (zh) * 2018-05-08 2018-09-25 上海威纳工程技术有限公司 精确预紧螺栓
JP7427220B2 (ja) * 2019-11-28 2024-02-05 Fsテクニカル株式会社 荷重検知装置、金属製アンカー、ネットワークシステム、アンカーシステム、および荷重検知装置の制御方法
CN113035034B (zh) * 2021-03-11 2022-11-18 湖州师范学院 一种重叠式高稳定性的可调双缝装置
CN114113305B (zh) * 2021-09-29 2023-06-16 华电电力科学研究院有限公司 一种用于检测火电厂汽轮机缸体螺栓孔的装置及方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US30183A (en) * 1860-09-25 putney
JPS4951281U (no) * 1972-08-09 1974-05-07
US3886840A (en) * 1972-10-24 1975-06-03 Kaman Aerospace Corp Bolt head which measures and maintains preload
USRE30183E (en) * 1976-09-24 1980-01-08 Radio-frequency tuned-circuit microdisplacement transducer
US4294122A (en) * 1979-07-12 1981-10-13 General Dynamics Corporation Fastener incorporating ultrasonic transducer
JPS57121407U (no) * 1981-01-23 1982-07-28
US4581712A (en) * 1982-11-10 1986-04-08 Perry Huey J Roof pressure monitoring system
JPH074484Y2 (ja) * 1983-01-29 1995-02-01 川崎重工業株式会社 締付けボルト
US4899591A (en) * 1987-09-11 1990-02-13 Sps Technologies, Inc. Ultrasonic load indicating member, apparatus and method
US4846001A (en) * 1987-09-11 1989-07-11 Sps Technologies, Inc. Ultrasonic load indicating member
JPH0174030U (no) * 1987-11-05 1989-05-18
US5291789A (en) * 1987-11-10 1994-03-08 Rotabolt Limited Load indicating
GB8726339D0 (en) * 1987-11-10 1987-12-16 Walton B Fastener
JPH0663890B2 (ja) * 1988-03-16 1994-08-22 伸二 清水 穴付きボルト用軸力センサ
JPH0478315U (no) * 1990-11-20 1992-07-08
GB2251908B (en) * 1991-01-16 1993-12-15 Rotabolt Ltd Load indicating
SE9102122D0 (sv) * 1991-07-08 1991-07-08 Skf Nova Ab Sensor respektive foerfarande foer maetning av vridmoment och/eller krafter
AU664186B2 (en) * 1991-08-30 1995-11-09 Technological Resources Pty Limited Rock bolt load sensor
DE4410722A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur berührungsfreien Bestimmung der Vorspannkraft
DE4419009A1 (de) * 1994-05-31 1995-12-21 Juergen Blumenauer Kraftmeßeinrichtung
US5691815A (en) * 1996-01-02 1997-11-25 Lockheed Missiles & Space Co., Inc. Laser inspection tool system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2175147A1 (en) 2010-04-14
EP1003978A1 (en) 2000-05-31
ID29459A (id) 2001-08-30
ATE529646T1 (de) 2011-11-15
EP1003978B1 (en) 2009-12-23
CA2300894C (en) 2006-06-06
JP2001515218A (ja) 2001-09-18
BR9812129A (pt) 2000-07-18
EA200000217A1 (ru) 2000-10-30
KR100411354B1 (ko) 2003-12-24
WO1999009327A1 (en) 1999-02-25
KR20010023077A (ko) 2001-03-26
CA2300894A1 (en) 1999-02-25
CN1146721C (zh) 2004-04-21
DE69841403D1 (de) 2010-02-04
DK2175147T3 (da) 2012-02-06
NO20000824D0 (no) 2000-02-18
EA001307B1 (ru) 2000-12-25
EP2175147B1 (en) 2011-10-19
PT1003978E (pt) 2010-03-12
DK1003978T3 (da) 2010-04-26
EP1003978A4 (en) 2007-05-30
NO20000824L (no) 2000-04-14
ATE453057T1 (de) 2010-01-15
ES2375090T3 (es) 2012-02-24
ES2338726T3 (es) 2010-05-11
AU743407B2 (en) 2002-01-24
AU8911598A (en) 1999-03-08
JP2008058321A (ja) 2008-03-13
CN1267362A (zh) 2000-09-20
JP2003329525A (ja) 2003-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO330778B1 (no) Fremgangsmate og anordning for lastindikerende festesystemer
US6204771B1 (en) Load indicating fastener systems method and apparatus
US4386532A (en) Instrumented tool
US4338723A (en) Angle measuring device
US4290311A (en) Dilatometer
US5392654A (en) Rock bolt load sensor
US6324918B1 (en) Bidirectional force sensor
ES2760610T3 (es) Tornillo provisto de galgas extensiométricas para medir la tensión de tracción y/o de cizallamiento experimentada(s) por el tornillo
US20090266138A1 (en) Method and Apparatus for Shear Strain Testing of Strain Sensors
CN101622462A (zh) 指示负载的方法和设备
US20140041458A1 (en) Device for measuring strain in a component
US6758098B1 (en) Force-measuring clamp
US5668323A (en) Method and apparatus for indicating a load
US5569866A (en) Force measuring device
JP2004212210A (ja) 締結具の剪断荷重測定方法
US20050235755A1 (en) Non-intrusive pressure sensing device
US6829944B1 (en) Bolt tension gauging system
EP3483577B1 (en) System and method for determining tension of a non-living object
MXPA00001636A (en) Load indicating fastener systems method and apparatus
US7156595B2 (en) Load indicating fastener insert
US20060124365A1 (en) Cantilever beam scale
JP2024071262A (ja) 圧延装置及び圧延方法
CA2325557A1 (en) Apparatus and method for attaching a load indicating device to a fastener
Stepanenko et al. Thermoelasticity and the design of force transducers

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees