DE1941125U - Schraubenbolzen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubenbolzen, der gegen übermäßiges Anziehen gesichert ist.

Eine Schraube als verspanntes Element kann nur solange ihre Aufgabe erfüllen, wie ihre Spannkraft erhalten bleibt. Beim Anziehen der Schraube wird durch die entstehende Vorspannung eine kleine elastische Verlängerung erzielt. Die hierbei auftretende Zugbelastung darf nur bis zur sogenannten Streckgrenzlast gesteigert werden. Wenn diese Belastung überschritten wird, verliert die Schraube ihre Elastizität; es setzt die plastische Verformung ein.

Es ist bekannt, durch Anwendung von Drehmomentschlüsseln übermäßige Vorspannung von Schrauben zu vermeiden. Der Einsatz derartiger Schlüssel ist aufgrund der Bauformen beschränkt; ihre Handhabung erfordert Gefühl und Geschicklichkeit. Wenn Skalen abgelesen werden müssen, kommt die mögliche Unsicherheit der falschen Ablesung hinzu.

Es sind daher bereits Schraubenbolzen vorgeschlagen worden, bei denen am Schraubenkopf erkennbar ist, ob die erzeugte, den Schraubenbolzen

beanspruchende Vorspannung, unter- oder oberhalb einer vorgeschriebenen Vorspanngrenze liegt. Zu diesem Zweck ist der Schraubenbolzen unterhalb des Schraubenkopfes mit mehreren Bohrungen versehen, die nach Überschreiten der Vorspanngrenze verformt werden, so daß die kreisförmigen Löcher in schräg gestellte ovale Löcher übergehen.

Die Löcher müssen beim Anziehen des Schraubenbolzens beobachtet werden, was in jedem Falle umständlich und in manchen Fällen sogar unmöglich sein wird.

Nach der Erfindung wird daher vorgeschlagen, eine Zone im mittleren Bereich des Schraubenkopfes derart zu bemessen, daß an dieser Stelle bei Überschreiten eines vorgegebenen, auf den oberen Schraubenkopfteil wirkenden Drehmoments eine Abscherung eintritt. Zu diesem Zweck kann ein nutartiger Einstich im Schraubenkopf vorgesehen sein, oder es können die beiden Schraubenkopfteile über einen vorgegebenen Querschnitt miteinander verklebt werden.

Bei den Schraubenbolzen gemäß Fig. 1 weist der Schraubenkopf einer Sechskantschraube einen nutähnlichen Einstich 1 auf, der so tief ausgeführt ist, daß ein Schaft 2 stehen bleibt, der mit seinem Querschnitt das Anzugsdrehmoment vom oberen Schraubenkopf 3 auf die Schraube übertragen kann. Wird das durch die Einstichtiefe und den verbleibenden Querschnitt des Schaftes festgelegte Drehmoment des Schaftes überschritten, dreht oder würgt sich der obere Schraubenkopf 3 ab. Zweckmäßig wird der Einstich 1 so ausgeführt, daß der Schaft 2 eine kegelartige Form erhält, weil dadurch die Abwürgung am tiefsten Einstichpunkt 4 gewährleistet wird. Da besonders die hochfesten Schrauben aus sehr zähem Material hergestellt werden, das ein feines BruchgefÜge besitzt;

bleibt die Abwürgfläche verhältnismäßig feinkristallin, weil kein Abreißen, sondern ein Abscheren eintritt. Eine erhöhte Korrosionsgefahr ist nicht zu befürchten, wenn die Abscherfläche durch Öl oder entsprechenden Lack abgedeckt wird. Der abgewürgte obere Schraubenkopf 3 ist als Abfall zu betrachten.

Um zu verhindern, daß die verwendeten Steck-, Gabel- oder Ringschlüssel beim Anziehen über den unteren Kopf/rutschen, wird gemäß Fig. 2 ein Stück gabelförmiger Kunststoff 6 vorgesehen, das in den Einstich 1 geschoben wird.

Der Schraubenkopf von Innensechskantschrauben wird entsprechend Fig. ausgebildet. Der Einstich la entspricht dem Einstich 1 der Sechskantschraube nach Fig. 1. Bei der Innensechskantschraube bleibt durch den Einstich la zur Übertragung des Drehmoments vom oberen Kopf auf den unteren und die Schraube ein ringförmiger Querschnitt stehen, der beim vorbestimmten Drehmoment abgewürgt wird. Eventuell sind Durchbrüche am Grund des Einstichs anzubringen, die den erforderlichen Querschnitt zur Aufbringung des Drehmoments auf einzelne Verbindungen zwischen dem oberen und unteren Kopf konzentrieren. Der obere Kopf der Innensechskantschraube bleibt nach Anziehen der Schraube als Ring übrig. Eine Kunststoffkappe 7 nach Fig. 4, die in den Innensechskant eingesetzt wird (sh. Fig. 3), verhindert, daß der Sechskantstiftschlüssel den unteren Kopf mitnimmt. Soll die Schraube gelöst werden, läßt sich die Kunststoffkappe leicht entfernen.

In Fig. 5 ist - teilweise im Schnitt - ein Schraubenbolzen dargestellt, bei dem die beiden Kopfteile 8,9 durch eine Schicht 10 aus warmfeirtendem Epoxydharz oder durch Hartlot miteinander verbunden sind. Der für einen definierten Scherwiderstand erforderliche Querschnitt wird durch eine

zwischengelegte Ringscheibe 11 erreicht, die zugleich die Funktion einer Schlüsselauflage erfüllen kann.

Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Schraubenkopf 12 einen konischen Ansatz 12a aufweist, auf dem das zweite Kopfteil 11 mit warmaushärtendem Epoxydharz oder durch Hartlöten (induktiv) befestigt wird. Die Fig. 7 veranschaulicht eine andere Variante, bei der der Schraubenkopf 13 eine konische Vertiefung erhält, in die ein Zapfen 14a des zweiten Kopfteils 14 gleichfalls mit Hilfe von Epoxydharz oder durch Hartlötung befestigt ist. Die Fig. 8 und Fig. 9 zeigen ähnliche Kombinationen mit Zylinderzapfen 12a' , 14a' anstelle der konischen Zapfen 12a, 14a nach Fig. 6 und 7.

Entsprechende Möglichkeiten für Innensechskantschrauben zeigen Fig. 10 und 11. Gemäß Fig. 10 weist die normale Innensechskantschraube einen Einsatz 15 auf, der mit einem Zapfen 15a versehen ist, welcher mit Hilfe von Epoxydharz oder gleichfalls durch Hartlötung im Schraubenkopf 16 befestigt wird. Wenn der Zapfen 15a des Einsatzes 15 rund ausgebildet wird, sind durch die freien Ecken des Sechskantes des Schraubenkopfes 16 günstige differenzierte Klebeflächen gegeben. Fig. 11 zeigt eine Variante, bei der der Kopf 18 einer normalen Innensechskantschraube in der beschriebenen Weise mit einer Kappe 17 verbunden ist.

Ein definiertes Drehmoment läßt sich durch Wahl des Klebers oder Hartlotes oder durch Variation der Klebe- oder Lötfläche erreichen, deren Oberflächengestaltung wiederum durch eine unterschiedliche Rauhigkeit beeinflußt werden kann.

In den meisten Fällen, in denen hochfeste Schrauben eingesetzt ewerden, ist nicht damit zu rechnen, daß die Schrauben vor Ablauf einer bestimmten

Zeit gelöst werden. Da die Schrauben während ihres Einsatzes stets unter Spannung stehen, dürfte es vorteilhaft sein, bei wichtigen Bauteilen nach einer Demontage, die unter Umständen nur nach großen Zeitabschnitten durchgeführt wird, neue Drehmomentenschrauben zu verwenden. Sollte das nicht möglich sein, lassen sich die benutzten Drehmomentenschrauben im weiteren Einsatz wie normale Schrauben verwenden.

Fig. 12, 13 und 14,veranschaulichen eine andere praktische Ausgestaltung der Erfindung. In diesem Fall wird auf den Kopf 20 der normalen Sechskantschraube nach Fig. 12 lose ein Zwischenstück nach Fig. 13 oder 14 gesteckt, über dessen Sechskant 23 bzw. 11" und Innensechskant 19 bzw. die Schraube angezogen wird. Die Wirkungsweise des Zwischenstückes nach Fig. 13 entspricht der Funktion der Schraube nach Fig. 1. Nach Fig. ist der obere Sechskant 11" entsprechend der Anordnung nach Fig. 8 durch Kleben oder Hartlöten mit dem Innensechskant 19 verbunden. Die Zwischenstücke können zum definierten Anziehen jeder geeigneten Schraube dienen und werden nach Benutzung leicht entfernt.

Die Fig. 16 und 17 zeigen Zwischenstücke für Innensechskantschrauben gemäß Fig. 15. Der Sechskantzapfen 26 bzw. 27 der Zwischenstücke wird in den Sechskant 27 des Schraubenkopfes 25 (Fig. 15) gesteckt. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise der Zwischenstücke nach Fig. 16 und 17 den Funktionen der Zwischenstücke nach Fig. 13 und 14.

Claims (7)

1. Schraubenbolzen mit Mitteln gegen Überschreiten der Vorspanngrenze, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zone im mittleren Bereich des Schraubenkopfes derart bemessen ist, daß an dieser Stelle bei Überschreiten eines vorgegebenen, auf den oberen Schraubenkopfteil wirkenden Drehmoments eine Abscherung eintritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen nutartigen Einstich in der mittleren Zone des Schraubenkopfes.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf aus zwei Teilen besteht, die über einen vorgegebenen Querschnitt miteinander verklebt oder durch Hartlot verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsfläche eine Zylinder- oder Kegelstumpfmantelfläche dient, die durch einen zylindrischen oder konischen Ansatz an einem Schraubenkopfteil verwirklicht ist, der in eine entsprechend geformte Vertiefung des anderen Schraubekopfteils eingreift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Einstich ein gabelförmiges Kunststoffplättchen geschoben ist, welches beim Anziehen der Schraube verhindert, daß der Schlüssel auf den unteren Kopf rutscht.

6. Innen-Mehrkantschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Mehrkant eine Kunststoffkappe einsetzbar ist, die gewährleistet, daß der Mehrkantstiftschlüssel nur in den oberen Schraubenkopf hineinragt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf als selbständiges Bauteil gestaltet ist, das mittels eines Innen- oder Außenmehrkants lose auf den Kopf einer normalen Außen- bzw. Innen-Mehrkantschraube aufsteckbar ist.