Verfahren und Einrichtung zur lessung der bei Schraubenverbindungen auftretenden Kräfte.
Zur Messung der in Schrauben auftretenden KrÏfte wurde b. sher meist eine Methode angewandt, bei welcher die GasamtlÏngen änderu. ng der Sc. hra. ube mittels mikrometer ähnlicher Me¯gerÏte festgestellt wird. Die Beobachtung wechselnder Betriebskräfte ist bei Anwendung dieses Verfahrens äusserst schwierig, in den meisten FÏllen sogar unmöglich, da a. n Maschinen nur selten Anbringungsm¯glichkeiten f r derartige mikro- meterÏhnliche Me¯gerÏte vorhanden sind.
Solche Messungen bedingen zudem lang wierige Vorbereitungen der Schraube durch Anbringung von Messmarken usw.
Man hat a, uch schon versucht, durch An- setzen dynamischer Dehnungsmessgeräte die an Schraubensohäften während des Betriebes der verschraubten Teile auftretenden Wech selkräfte zu messen. Es wurde hierbei eine bestimmte Me¯strecke auf dem S ubenschaft durch Aufsetzen eines Dehnungsme¯gerätes mit zwei zueinander beweglichen Me¯f ¯en festgelegt und die LÏngenÏnderung dieser Strecke durch Vergr¯¯erung der Messfussbewegungen. auf elektrischem Wege sichtbar gemacht. Auch da-s Anbringen eines solchen dynamischen Me¯gerÏtes ist nicht immer m¯glich, da der dazu erforderliche Platz oft nichet zur Verfügung steht.
Ausserdem is. t die Durchführung von Messun- gen an. mehreren Stellen sehr zeitraubend, weil die zu messende Maschine mehrmals demontiertwerdenmuss.
Durch die Erfindung wird ein neues, Verfahren zur Messung der bei Schraubenverbin dungen auftretenden Kräfte gesc. ha. ffen, welches da/rin besteht, dass zwischen der Schraubenmutter und einem der zu verbin- denden Teile ein Glied eingeschaltet wird, welches. die in der Schraube auftretenden Kräfte a. uf diesen Teil überträgt, und dass , FormverÏnderungen dieses Gliedes ge messen werden und als Mass dieser Kräfte dienen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine nae. dem neuen Verfahren arbeitende Ein richtung zur Messung der bei Schrauben- verbin dungen auftretenden Kräfte.
Gemäss der Erfindung besteht die neue Einrichtung aus einer Druckhülse, die zwischen der Mutter des zu pr fenden Schraubenschaftes und einem der zu verbin- denden Teile eingeschaltet, ist und als Träger f r mindestens ein Me¯element dient. Die im Bolzenschaft der Schraube in der Zug- richtung auftretenden Kräfte können hierbei in einfacher Weise durch eine Mutter, die sich auf die Druckhülse abstützt, auf letztere übertragen werden.
Wenn man eine Zugmutter an Stelle einer normalen Mutter verwendet, so kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass trot. des zwischen muter und Auflage ein- geschalteten Gliedes keine längere Schraube f r die Messung erforderlich ist, sondern die Messungen an der vorhandenen Schraul) e nach Auswechslung der Mutter durchgeführt werden können ; dabei, werden die Federkonsta, nte der Schraube durch die Zugmutter und die Federkonstante der verspannten Teile durch die Druckh lse vergr¯¯ert.
Durch geeignete Ausbildung (Dimensionierung) von Zugmutter und Druckhülse können die Ver grösserungen beider Federkonstanten so gehalten werden, dass das Ergebnis der Messung den tatsächlichen Verhältnissen entspricht, so als ob weder Zugmutter noch Druckhülse eingesetzt worden wären. Mit der Zwischen- schaltung des Messgliedes braucht daher keine Änderung der Kraftverhältnisse gegen ber dem normalen Betrieb ohne da, s Glied verbunden zu sein.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens k¯nnen die Formveränderungen, insbesondere die LÏngenÏnderungen der Druckh lse mittels elektrischer Messelemente, vorzugsweise Tauchankerelemente, erfasst werden. Zweck- mässig ist eine solehe Ausbildung der neuen Einrichtung, bei der zwei Tauchankerelemente diametral an der Hülse angeordnet und abnehmbar mit ihr verbunden sind. Die Druekhülseka. nn für die Befestigung der Mess- elemente mit Leisten versehen sein, die am obern und untern Ende der Hülse bunda. rtige Ränder bilden können, welche mit dem H lsenkörper aus einem Stück bestehen.
Zweck mati, sind die Tauchankerelemente mit der Hülse einstelll) und lesbar verbunden und erzcngen bei Längenänderungen der Hülse durch Verschiebung der Tauchanker zu den in den MesseLementen sitzenden elektrischen Spulen unterschiedliche induktive Wirkungen, die über einen Verstärker sichtbar gemacht werden.
Vorteilhaft sind die elektri- schen Me¯elemente, deren Anfertigung stets den @ gr¯¯te Teil der Kosten eines Feinmess- gerätes ausmacht, abnehmbar ; dies ermög- licht es, Messungen a. n gänzlich a. nders di anensionierten Schrauben ohne wesentliche Zeit verlust, und kostspieligen Aufwand durchzufiihren, wenn mehrere Druckhüleen mit verschiedenen Abmessungen bereitgestellt sind, an deren bundartige RÏnder die Me¯elemente festgeklemmt bezw. die Tauchanker angeschraubt werden k¯nnen.
Ein und dieselbe Druckh lse kann hierbei entsprechend dem Durchmesser ihrer Bohrung in gewissen Grenzen durch Verwendung verschiedener Zugmuttern bei Messungen von unterschiedlichen Schrauben angesetzt werden.
Zum Zwecke des richtigen Anbringens der Messelemente an Druekhülsen verschie- dener Abmessung wird vorgeschlagen, an der Druckh lse AnschlÏge und Kennmarken anzubringen, die eine geeichte Lage der Me¯elemente anzeigen.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfü. hrungsform der erfindungsgemϯen Einrichtung dargestellt.
Die beiden Bauteile l, 2 sind durch einen Gewindebalzen 3 miteinander verbunden und sollen durch eine normale Mutter zusammengehalten werden.
Zur Messung der im Betrieb an dem Bolzenschaft 3 auftretenden Kräfte ist die normale Bolzenmutter abgenommen und an ihrer Stelle die Schraubenkraft-Me?einrichtung 4-12 aufgesetzt worden. Diese Einrichtung besteht aus einer Druckhülse 4 mit bundartigen RÏndern 5, 6, zwischen welchen zu beiden Seiten Tauehankerelemente 7, 8 an. geo, rdnet sind ; und zwar sind die Mess- spulen mit dem Bund 5 und die Anker der Elemente mit dem Bund 6 verbunden. Die Tauchankerelemente 7, 8 sind durch Ver schraubung 9, 10 l¯sbar mit den Bunden 5, 6 der Druckhülse 4 verbunden. Die Druekhülse 4 mit den bundartigen Rändern 5, 6 hat die Grundri?form eines langgezogenen Sechseckes.
Auf Grund dieser Form ist die Schraubenkraft-Me?einrichtung gut geeignet zum An setzen a. n versteckt oder versenkt liegenden Bolzen-und Sehraubenenden. Die Druck- hülse 4 weist a. n ihrem obe2n innern Rande eine Schulter11auf, in welfeihe sich die Zugmutte, 12, die mit dem Sohraubensehaft 3 verbunden ist, auflegt.
Zwischen der Schraubenmutter 12 und der Schraubena. uflage 2 ist eine Druckhülse 4 eingeschaltet, welche die im Betrieb am Schra. ubenschaft wirksam werdenden Wech- selkräfte aufnimmt. Die Formveränderungen dieses Gliedes, insbesondere seine Langen Ïnderungen, dienen als Ma? çder in der Schraube auftretenden Kräfte und werden mittels der Tauchankerelemente 7, 8, deren induktive Wirkungen ber eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Verstärker- anlage sichtbar gemacht werden, gemessen.
PATENTANSPR¯CHE :
I. Verfahren zur Messun, der bei Schrau- benverbin'dungenauftretendenKräfte,da- durch gekennzeichnet, da. zwischen der Schraubenmutte, und einem der zu verbindenden Teile ein Glied eingeschaltet wird, welches die in der Schraube auftretenden Kräfte auf diesen Teil üfberträgt, und dass die Formveränderungen dieses Gliedes gemessen werden und'alss Mass dieser Krätfte dienen.