SE424573B - Bult for axialkraftoverforing - Google Patents

Description

7811678-7 huvudet. Bultens axialbelastning indikeras av det relativa läget hos pinnen och brickan, vilket motsvarar deformationen av bulthuvudet och därmed den aktuella axialbelastningen i bulten. Denna tidigare bult- formning är behäftad med nackdelen att betinga en hög tillverknings- kostnad, vilken delvis beror på anordnandet av ytterligare detaljer så- som indikatorpinnen och brickan och delvis på det faktum att masspro- ducerade bultar av standarddimension som regel inte kan användas efter- som arrangemanget kräver en viss minimistorlek på bulthuvudet.

I USA patentet 3.718.066 visas en annan bultutformning som möjliggör indikering av bultens belastning. För detta ändmäl är bulthuvudet för- sett med en fotoelastisk remsa vilken är anordnad att utsättas för böj- spänningar då bulthuvudet deformeras elastiskt. Den fotoelastiska remsan _ genererar vid böjpåkänning ett antal interferenslinjer motsvarande bul- tens belastning. Sådana interferenslinjer kan endast iakttagas i polari- serat ljus och måste räknas manuellt. Detta innebär att bultens belast- ning inte är mätbar under åtdragning av bulten om hylsnyckel användes eftersom den fotoelastiska remsan då är skymd. Den fotoelastiska remsan är dessutom mycket känslig för mekanisk påverkan, vilket innebär att även en liten skada på remsan helt kan äventyra en senare kontroll av belast- ningen i bulten.

I USA patentet 3.788.l86 visas ytterligare en axialkraftöverförande bult försedd med belastningsindikerande organ. Bulthuvudet är försett med en eller flera urtagningar i vilka är insatta stavar av ett hårt, sprött ma- terial. Till följd av axialbelastningen i bulten deformeras huvudet så att dess övre parti sammanpressas och då en viss spänningsnivå har uppnåtts i bulten krossas de spröda stavarna vilket enkelt kan iakttagas. Denna belast- ningsindikering är emellertid behäftad med nackdelen att den inte medger efterkontroll av bultbelastningen.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att undvika de nackdelar och problem som är förknippade med de ovan beskrivna anordningärna och att åstadkomma en enkel och billig bult för överföring av axialkraft och där storleken av axialkraften direkt kan mätas såsom en elastisk deformation av bulthuvudet. Ytterligare kännetecknande särdrag hos bulten enligt upp- finningen kan utläsas ur de efterföljande patentkraven. 7a11e7à-7 Utföringsformer av uppfinningen beskrives nedan i detalj under hänvisning till ritningarna på vilka Fig l visar en delvis skuren sidovy av en bult enligt uppfinningen applicerad för sammanhållning av konstruktionselementen, Fig 2 visar en ändvy av bulten i Fig l, Fig 3 visar ett längsgående snitt genom bulten i Fig l taget längs linjen III-III i Fig 2, Fig 4 visar en delvis skuren sidovy av en bult enligt utföringsformen som visas i Fig l och en indikatorklocka i mätposition på bulthuvudet, Fig 5 visar en sidovy av en bult enligt en annan utföringsform av UDP- finningen samt två av densamma sammanhållna konstruktionselement, Fig 6 visar en ändvy av bulten enligt Fig 4, och Fig 7 visar en tvärsektion genom bulten i Fig 5 sedd från linjen VII-VII I Fig l visas ett skruvförband innefattande en bult 20, ett konstruktione- element A försett med ett frigàende hål och ett konstruktionselement B för- sett med ett invändigt gängat hål för samverkan med bulten 20. Bulten 20 uppvisar ett sexkant huvud 21 för samverkan med exemplevis en hylsnyckel med- elst vilken ett åtdragningsmoment kan påföras bulten. Vid sin nedre ände är huvudet 2l försett med en ringfbrmig kontaktyta 22 genom vilken den klämkraft som utövas av bulten 20 överföras till konstruktionselementet A. Mellan hu- VUGGÛ Zl och elementet A är placerat en bricka 23. i Bulthuvudet 2l är utformat med ett centralt placerat tvärgâende spår 25 som sträcker sig ned genom den övre fria ändytan 26 hos huvudet Zl. Spâret 25 har en bågformig botten 27 som med sin djupaste del är belägen i centrum av bulten. Ändamålet med spåret 25 är att bilda en försvagning i huvudet 2l och därigenom vsiisvs-1 Ä underlätta en tvärgående elastisk defonnation hos detta i proportion till belastningen i bulten. Genom spåret 25 är huvudet Zl försvagat i en väl de- finierad riktning, vilket innebär att huvudets deformation sker vinkelrätt mot spåret 25, varvid i huvudsak ingen deformation alls uppstår i spårets 25 längdriktning.

Grundtanken bakom föreliggande uppfinning är att åstadkomma en bult vid vilken den befintliga axiella belastningen kan mätas såsom en tvärgående deformation av huvudet, d v s en sammanpressning av spåret 25.

För detta ändamål är huvudet 2l försett med ett par mätpunkter 28,29 som är belägna på motsatta sidor av spåret 25 längs en rät linje 30 som sträcker sig vinkelrätt mot spåret 25 liksom mot bultens längdaxel C. Mätpunkterna 28,29 är belägna nära den övre ändytan 26 hos huvudet Zl där sammanpressningen av spåret 25 har sin största amlitud. Det inbördes avståndet mellan de två mätpunkterna 28,29 avtar i proportion till ökande axialbelastning i bulten.

Genom att mäta avståndet mellan punkterna 28, 29 då bulten är axialbelastad och jämföra det med avståndet mellan punkterna 28,29 då bulten är obelastad erhåller man en skillnad som enligt tidigare uppmätta data på bulten kan över- sättas till den aktuella belastningen i bulten.

Ett annat sätt att bestämma bulthuvudets deformation och därigenom också bultens överförda belastning är att mäta avståndet mellan ett par referens- punkter 32, 33 belägna vid botten av spåret 25. Referenspunkterna 32, 33 är placerade i ett plan på axiellt avstånd från det plan till vilket mätpunkterna 28,29 är belägna. I den djupaste belägna delen av spårets botten 27, d v s i den del som är belägen längst ifrån den övre ändytan 26 hos bulthuvudet har spåret 25 ingen försvagande effekt på huvudet. Detta innebär att i huvudsak ingen deformation alls av huvudet Zl uppstår där och att avståndet mellan referenspunkterna 32, 33 förblir opâverkat av bultens 20 axialbelastning.

Genom att använda referenspunkter för bestämmning av bulthuvudets Zl defor- mation är det möjligt att kontrollera bultens axialbelastning vid en tidpunkt senare än då åtdragningen av bulten skedde.

Mätningen av det relativa avståndet mellan punkterna 28,29 och punkterna 32,33 kan utföras med en indikatorklocka 34 av konventionellt utförande. I Fig 4 är anliggningständerna 35, 36 hos indikatorklockan 34 förda till ingrepp med mät- punkterna 28,29 alldeles under huvudets 2l övre ändyta 26, varigenom avståndet mellan mätpunkterna kan bestämmas. Genom att föra indikatorklockan 34 nedåt längs bultens 20 längdaxel C kan man flytta kontakttänderna hos indikatorklockan n- 5 7a11s7sÃ7 till referenspunkterna 32, 33 och ett referensvärde kan mätas.

För att tillförsäkra en korrekt inriktning av indikatorklockan 34 relativt bultens 20 axel C är den förstnämnda försedd med en styrhylsa 37. Den senare uppvisar en övre halsdel 38 som är teleskopiskt styrd på en cylindrisk hals 39 hos indikatorklockan 34. Vid sin nedre ände är styrhylsan 37 försedd med en ringformig kontaktyta 40 för styrning mot bulthuvudets 2l övre ändyta 26.

En fjäder 4l pressar styrhylsan 37 nedåt relativt indikatorklockan 34.

Deformationen hos bulthuvudet 21 kan alternativt bestämmas genom användande av den ursprungliga vidden hos spåret före âtdragningen av bulten och genom mätning av det aktuella avståndet mellan mätpunkterna 28, 29 vid belastad bult. I detta fall kan nedträngningsdjupet hos en axiellt rörlig konisk mät- spets i spàrets öppning utnyttjas för bestämning av den aktuella deformationen hos bulthuvudet vid en viss belastning.

Denna metod är lämplig att använda i samband med motordrivna verktyg efter- som införandet av en axiellt rörlig mätspets inte allvarligt påverkar utform- ningen hos de i dag tillgängliga verktygen. En sådan konisk mätspets är heller inte beroende av något särskilt vridningsläge mellan verktygshylsan och bult- huvudet.

I Fig 5 visas ett skruvförband i vilket klämkraften åstadkommas medelst en bult enligt en annan utföringsform av uppfinningen. Elementen A och B hålls saman av en bult 50 som är försedd med ett sexkantigt huvud 58. Det senare är försett med en ringformig kontaktyta 52 genom vilken den axiella kraften hos bulten 50 överföres till elementet A via en bricka 53. Bulten 50 sträcker sig genom ett frigående hål i elementet A, medan dess gängade del samverkar med ett gängat hål i elementet B.

Huvudet 5l innefattar ett centralt bågformigt spar 55 vilket bildar en för- svagning i huvudet. På sanma sätt som i den ovan beskrivna utföringsformen är denna försvagning avsedd att underlätta en tvärgâende deformation av huvu- det 51 då bulten 50 utsätts för en axiell belastning på sådant sätt att den övre delen hos spåret 55 sammanpressas.

Bulthuvudet 51 uppvisar en cirkulärcylindrisk urtagning 56 som är ko- axiell med bultens axel C. På den cylindriska innerytan av denna urtagning 56 7a11s7a-7 ' g är anordnat ett par varandra diametralt motstâende mätpunkter 58,59 placerade längs en rät linje 60 som sträcker sig vinkelrätt både mot bultens längdakel C och mot spåret 55. eDen cylindriska urtagningen 56 gör det inte bara möjligt att anordna ett par femätpunkter 58, 59 utan även ett par referenspunkter 62, 63. De senare är pla- cerade i samma axialplan som mätpunkterna 58, 59 men är placerade längs en rät linje 6l som sträcker sig vinkelrätt mot linjen 60 och bultens längdaxel C.

Eftersom spåret 55 sträcker sig i samma riktning som linjen 61 längs vilken referenspunkterna 62, 63 är placerade måste de senare placeras ut på båda sidor om spåret 55 och mätanordningen måste ha anliggningständer som sträcker sig över spåret 55. Vid obelastad bult är avståndet mellan mätpunkterna 58, 59 lika stort som avståndet mellan referenspunkterna 62, 63.

Enligt denna utföringsform av uppfinningen är mätpunkterna 58, 59 och refe- renspunkterna 62, 63 så placerade att det blir möjligt att utnyttja det faktum att all deformation av huvudet 5l sker i en riktning vinkelrätt mot försvag- ningsspåret 55 under det att i huvudsak ingen deformation alls inträffar i spårets 55 riktning. Detta innebär att avståndet mellan referenspunkterna 62, 63 förblir opåverkat av bultens belastning och kan mätas och refereras till vid vilken tidpunkt som helst, före eller efter bultens åtdragning.

För att tillförsäkra att all fonnfdrändring, böjning av huvudet verkligen sker vinkelrätt mot spåret 55 är den ringformiga kontaktytan 52 hos bulthuvudet 51 försett med två parallella avfasningar 65, 66 vilka sträcker sig vinkelrätt mot spåret 55. Genom detta arrangemang lokaliseras huvuddelen av belastningen på bulthuvudet 5l till de delar av kontaktytan som är belägna på motstaende sidor av spårets plan för att därigenom förstärka böjningseffekten på huvudet 51 vinkelrätt mot spåret 55.

J.

Claims (7)

1. _ ...t_e..._ ... . .a ,-._.. ......l._-- .__ 7811678-7 PATENTKRAV l. Bult för axialkraftöverföring, innefattande ett huvud (2l; 51) för upp- tagning av axialkraften i bulten, k ä n n e t e c k n a d a,v att huvudet (2l; 5l) uppvisar en eller flera försvagningar (2S; 55) sträckande sig i eller parallellt med bultens längdaxel (C) i och för befrämjande av elastisk deformation av huvudet (2l; 51) i en riktning vinkelrätt mot bultens längd- axel (C) i relation till den av bulten överförda axialkraften, varjämte huvu- det (2l; 5l) uppvisar ett par varandra diametralt motsatta mätpunkter (28, 29; 58, 59) vilka är placerade i ett plan vinkelrätt mot bultens längdaxel (C) och längs en linje (30; 60) sträckande sig vinkelrätt mot sagda en eller flera för- svagningar (25; 55), varvid mätpunkterna (28, 29; 58, 59) uppvisar ett med den av bulten överförda axialkraften varierande inbördes avstånd.

2. Bult enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d a v att försvaga “ningen ellerförsvagningarna (25, 55) innefattar ett eller flera med varandra parallella spår. e -

3. Bult enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v att ett par diametralt motsatta referenspunkter (62; 63) är placerade på huvudet (5l) i huvudsakligen samma plan som mätpunkterna (58, 59) men placerade längs en linje (öl) som sträcker sig vinkelrätt mot linjen (60) för sagda mätpunkter (58, 59) - på sådant sätt att det relativa avståndet mellan referenspunkterna (62, 63) förblir i huvudsak opâverkat av den av bulten överförda axialkraften.

4. Bult enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d a v att huvudet (Bl) har en central cirkulärcylindrisk urtagning (56) och att sagda mätpunkter (58, 59) och referenspunkterna (62, 53) alla är placerade på den cylindriska inner- väggen av urtagningen (56).

I 5.

Bult enligt något av patentkraven 2-4, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda ett eller flera spår (25; 55) är ett till antalet och placerat centralt i huvudet (2l; 5l) och är försett med en bågformig botten. (VN 7811678-vi 8 6: Bult enligt patentkravet 2; klä n n e t e c k n a d a v att spåret eller spåren (25) är ett till antalet, att ett par diametralt motsatta referenspunkter (32, 33) är placerade på huvudet (Zl) i ett plan som sträcker sig vinkelrätt mot bultens längdaxel (C) och som är beläget på ett akiellt avstånd från det plan i vilket mätpunkterna (28,.29) är placerade, och att mätpunkterna (28§ 29) är placerade vid huvudets (Zl) fria ändyta (28) medan referenspunkterna (32, 33) är placerade vid spårets (25) botten.

7. Bult enligt patentkravet 6,-k ä n n e t e c k n a d a v att spåret (25) är försett med parallella sidoväggar och att mätpunkterna (28, 29) och re- ferenspunkterna (32, 33) är samtliga placerade på sidoväggarna av spåret (25). 8. -Bult enligt något av patentkraven l-7, k ä n'n e t e c k n a d a v att huvudets ringformiga upplagsyta uppvisar tvâ parallella och diametralt motsatta avfasningar vilka sträcker sig vinkelrätt mot sagda ett eller flera spår i huvudet. q