Результат интеллектуальной деятельности: ОТОБРАЖАЮЩАЯ НАГРУЗКУ ШАЙБА

Изобретение относится к отображающей нагрузку шайбе согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения с основной частью и расположенной на основной части накладной частью и по меньшей мере одним индикаторным элементом для отображения действующей между основной частью и накладной частью осевой силы, который расположен между основной частью и накладной частью.

При установке болтов часто нужна регулировка с определением силы предварительного натяжения. Это можно осуществить, например, при помощи динамометрического ключа. Так как здесь, как правило, имеет место связь между крутящим моментом и силой предварительного натяжения, по фактическому крутящему моменту может быть сделано заключение о фактическом предварительном натяжении.

Однако предварительное натяжение может определяться и непосредственно, причем могут применяться так называемые отображающие нагрузки шайбы, которые еще называются "Direkt Tension Indicator" (DTI). Такая шайба, отображающая нагрузку, известна, например, из заявки DE 10316632 B4. Известная из заявки DE 10316632 B4 шайба содержит индикатор для контроля приложенного к болту предварительного натяжения, который образован капсулами, наполненными красящим веществом. Красящее вещество при заданной осевой нагрузке выступает из шайбы и/или становится видимым на краю шайбы. В сравнении с опосредованным определением через крутящий момент, с помощью прямого определения предварительного натяжения посредством отображающей нагрузку шайбы достигается более высокая точность, так как связь между крутящим моментом и силой предварительного натяжения может быть подвержена колебаниям.

Однако оказалось, что отображающие нагрузку шайбы при известных обстоятельствах работают ненадежно, если они устанавливаются на закладных деталях.

Задачей изобретения - предложить отображающую нагрузку шайбу с особо высокой надежностью.

Согласно изобретению задача решается с помощью отображающей нагрузку шайбы с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные примеры осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предложенная в соответствие с изобретением отображающая нагрузку шайба отличается тем, что индикаторный элемент содержит дилатантный материал. В частности, индикаторный элемент может состоять из дилатантного материала.

В основе изобретения лежат сведения, что проблемы надежности, которые частично наблюдались при применении отображающих нагрузку шайб в отношении закладных деталей, сводятся к процессу забивания, который, как правило, требуется при применении закладных деталей. При забивании действуют большие силы удара на анкер и при этом при известных условиях также на отображающую нагрузку шайбу. Эти силы удара при известных условиях могут повреждать или по меньшей мере ослаблять содержащие красящее вещество капсулы, которые согласно уровню техники служат в качестве индикаторов, Это также может иметь следствием то, что красящее вещество выходит преждевременно, так что корректный контроль предварительного натяжения при затяжке анкера больше невозможен.

Здесь изобретение выделяет и предусматривает индикаторный элемент, который состоит из дилатантного материала. Такой дилатантный материал отличается тем, что он противостоит деформации, если сила прикладывается короткий промежуток времени, например меньше 0,1 секунды, но, с другой стороны, может деформироваться, если сила действует более длительный промежуток времени, например больше 3 секунд. При этом индикаторный элемент из дилатантного материала может дальше передавать силы, продолжающиеся короткое время, такие как при ударах молотком, от накладной части к основной части без деформации и, таким образом, без потерь в передаче сил. Если, напротив, сила действует длительный промежуток времени, как, например, при предварительном натяжении болта, то дилатантный материал подается и деформируется. Эта видимая деформация также может служить свидетельством установленного предварительного натяжения.

Таким образом, согласно изобретению предоставлен индикаторный элемент, который, с одной стороны, в противоположность индикаторным капсулам не подвергается отрицательному воздействию при ударах молотком, так что получается особенно высокая надежность в части показаний, и который, с другой стороны, передает силы, возникающие при ударах молотком в значительной мере без дальнейшего ущерба, так что достигается особо высокая надежность при забивании соответствующей закладной детали.

Согласно изобретению основная часть и накладная часть могут иметь, соответственно, сквозное отверстие, причем оба сквозных отверстия предпочтительно соосны друг другу для осевого прохождения болта. В частности, может быть предусмотрено, что основная часть и/или накладная часть образованы в форме кольца.

Далее предпочтительно, чтобы индикаторный элемент был выполнен в виде кольца, которое предпочтительно коаксиально к обоим сквозным отверстиям. Это позволяет особенно простую и надежную фиксацию индикаторного элемента и одновременно также особенно высокую надежность показаний.

Другое предпочтительное исполнение изобретения заключается в том, что основная часть и/или накладная часть имеет кольцевую шайбу. Вследствие этого получается особо компактное расположение.

Далее по изобретению может быть предусмотрен упор, который ограничивает перемещение накладной части по направлению к основной части и осевую нагрузку индикаторного элемента. Такой упор может препятствовать повреждению индикаторного элемента при особо высоких осевых нагрузках.

Особенно предпочтительным является, если упор образован упорным кольцом, которое по оси отстоит от основной части или накладной части. Такое упорное кольцо может снаружи служить в качестве упора также для позиционирования индикаторного элемента. В частности, может быть предусмотрено, что по меньшей мере часть индикаторного элемента охватывает упор, в частности упорное кольцо. В соответствии с этим по меньшей мере часть индикаторного элемента расположена радиально дальше наружу по сравнению с упором. Например, может быть предусмотрен кольцевой индикаторный элемент, который охватывает упорное кольцо. Благодаря этому получается особо компактная конструкция и одновременно индикаторный элемент очень нагляден, так что еще более повышена надежность в работе.

Ниже, изобретение более подробно поясняется с помощью предпочтительного примера осуществления, который схематично представлен на чертежах, где схематично показано:

Фиг.1: продольный разрез закладной детали с предложенной согласно изобретению отображающей нагрузку шайбой в ненагруженном состоянии;

Фиг.2: продольный разрез закладной детали с предложенной согласно изобретению шайбой из фиг.1 после приложения предварительного натяжения.

Пример осуществления предложенной согласно изобретению закладной детали 1, на которой расположена предложенная согласно изобретению отображающая нагрузку шайба 2, представлен на фиг.1 и 2. Закладная деталь 1 имеет болт 41, который установлен в отверстии 40. На своем расположенном в отверстии 50 со стороны основания конце в болте 41 расположены распорная втулка 45, а также распорный конус 46 для распорной втулки 45. На противоположном конце болта 41 предусмотрена гайка 49 для предварительного натяжения.

Предложенная согласно изобретению отображающая нагрузку шайба 2 расположена между гайкой 49 для предварительного натяжения и подлежащим закреплению элементом 8 и прилегает к гайке 49 для предварительного натяжения. Отображающая нагрузку шайба 2 имеет кольцевую основную часть 11, как и точно также кольцевую накладную часть 13, причем накладная часть 13 обращена к гайке 49 для предварительного натяжения, и основная часть обращена к подлежащему закреплению элементу 8. Имеющая форму шайбы основная часть 11 и имеющая форму шайбы накладная часть 13 имеют соответственно сквозное отверстие 12, соответственно 14, через которое проходит болт 41.

На накладной части 13 расположено упорное кольцо 18, которое выдается по оси относительно сквозных отверстий 12, 14, то есть в продольном направлении болта 41 от накладной части 13 по направлению к основной части 11. Это упорное кольцо 18 ограничивает осевое перемещение накладной части 13 по направлению к основной части 11.

Между основной частью 11 и накладной частью 13 расположен кольцевой индикаторный элемент 4 из дилатантного материала, который охватывает упорное кольцо 18 и который в ненагруженном состоянии, которое представлено на фиг.1, выступает по оси за упорное кольцо 18. В ненагруженном состоянии кольцевой индикаторный элемент 4, как показано на фиг.1, например, имеет поперечное сечение в форме круга.

Если гайка 49 для предварительного натяжения теперь, как показано на фиг.2, затягивается для предварительного натяжения закладной детали 1, то основная часть 11 и накладная часть 13 сжимаются по оси между гайкой 49 для предварительного натяжения и подлежащим закреплению элементом 8. При этом расположенный между основной частью 11 и накладной частью 13 индикаторный элемент 4 расплющивается по оси. Так как предварительное натяжение продолжается относительно длительное время, дилатантный индикаторный элемент 4 деформируется и растягивается соответственно осевому расплющиванию, так что это ведет к отклонению от кругового поперечного сечения индикаторного элемента 4 (фиг.2). Эта деформация согласно изобретению может привлекаться в качестве меры для действующей в болте 41 силы предварительного натяжения. Чтобы деформация индикаторного элемента 4 могла особенно хорошо визуально различаться, в основной части 11 и/или в накладной части 13 может быть предусмотрено по меньшей мере одно смотровое окно. В представленном примере осуществления кольцевое смотровое окно 19 расположено радиально снаружи на накладной части 13.

При возрастающем предварительном натяжении индикаторный элемент деформируется до тех пор, пока упорное кольцо 18 не упрется в основную часть 19. Таким образом упорное кольцо защищает индикаторный элемент 4 от чрезмерной нагрузки.

Если, например, при забивании болта 41 в отверстие 40 на отображающую нагрузку шайбу действуют кратковременные аксиальные силы, это не приводит вследствие дилантантных свойств индикаторного элемента 4 к значительной деформации индикаторного элемента, таким образом функция индикации индикаторного элемента 4 из-за этих ударов не ухудшается.