載荷指示墊片的製作方法

2023-07-05 15:07:41

專利名稱：載荷指示墊片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的載荷指示墊片，包括:基體和設置在該基體上的蓋體，以及至少一個用於指示在基體與蓋體之間作用的軸向力的指示元件，該指示元件設置在基體與蓋體之間。
背景技術：
在安裝螺栓時往往需要確定地調節預緊力。這一點例如可以利用轉矩扳手來實現。由於通常在轉矩和預緊力之間存在著一種關係，所以可以從實際的轉矩推斷出實際的預緊作用。但預緊作用也可直接加以確定，其中可以使用一種所謂的載荷指示墊片，亦稱之為「直接拉力指示器(Direct Tension Indicator)」(DTI)。這種載荷指示墊片例如在DE10316 632B4中公開過。在DE103 16 632B4中所公開的載荷指示墊片具有一個指示器，用於監控在螺栓上所調定的預緊作用，該指示器由囊封物所構成，其中充填有顏料。在達到預定的軸向負荷時，顏料便會從墊片中出來，和/或變得在墊片的邊緣處可被看到。與通過轉矩進行的間接確定方式相比，利用載荷指示墊片通過直接確定預緊，可以獲得更高的精確度，因為轉矩和預緊力之間的關係可能會有波動。然而業已表明，載荷指示墊片若用在混凝土錨栓上，其功能作用也許並不可靠。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種可靠性特別高的載荷指示墊片。按照本發明，上述目的通過具有權利要求1所述特徵的載荷指示墊片得以實現。一些優選的實施例見從屬權利要求中所述。本發明提出的載荷指示墊片的特徵在於:指示元件具有膨脹性(dilatant)材料。特別是，指示元件可以由膨脹性材料組成。本發明是基於下述認識:在結合混凝土錨栓使用載荷指示墊片時部分觀察到的可靠性問題要追溯到錘入過程，該錘入過程對於混凝土錨栓的情況通常是必需的。在錘入時，有很高的衝擊力作用到錨栓上，並且同時也可能作用到載荷指示墊片上。該衝擊力可能損壞或者至少削弱那些充填了顏料的囊封物，所述囊封物按照現有技術是作為敏感元件起作用的。這一情況則又可能導致如下結果:使顏料過早地出來，從而在擰緊錨栓時無法再正確地監控預緊作用。在此，本發明提出這樣一種指示元件，它由膨脹性材料組成。這種膨脹性材料的特點在於:若在短時間例如小於0.1秒的時段上施加力，該膨脹性材料能夠抵抗變形；但另一方面，當力在較長時間例如大於3秒的時段上作用時，則該材料可以發生變形。因此，用膨脹性材料製成的指示元件可將短暫持續的力如錘擊時出現的力從蓋體繼續傳遞到基體上，而不發生變形，因而不會對力傳遞產生負面影響。相反，若力在較長的時段上作用，例如在螺栓預緊時，膨脹性材料便屈服和變形。這種可見的變形又能用作對於所調定之預緊的證明(即表明是否達到了所調定的預緊)。因此，按照本發明提供這樣一種指示元件，該指示元件一方面不同於指示囊封物，不會受到錘擊的影響，從而獲得了特別良好的指示可靠性；另一方面，該指示元件可將在錘擊時出現的力基本上無影響地繼續傳遞，從而在相應的混凝土錨栓的錘入過程中獲得了特別高的可靠性。 按照本發明，基體和蓋體可以分別具有一個通孔，其中，這兩個通孔適宜為使一螺栓軸向穿過而彼此對齊。特別是可以規定:基體和/或蓋體設計為呈環形。此外優選的是，將指示元件構造為環，該環適宜與兩個通孔同軸地加以設置。這樣就允許實現指示元件的特別簡單而可靠的固定，同時也可獲得特別良好的指示可靠性。本發明的另一項適宜的發展設計在於:基體和/或蓋體具有一環形的碟片。藉此可以實現一種特別緊湊的設置結構。另外按照本發明還可設置一止擋，該止擋限制蓋體朝向基體的軸向運動，並限制指示元件的軸向負荷。這樣的止擋還能防止指示元件在特別高的軸向負荷下被損壞。特別適宜的是，所述止擋由止擋環所構成，該止擋環從基體或從蓋體依軸向突出。這樣一種止擋環除了用作止擋之外，還可用於指示元件的定位。特別是可以規定:指示元件的至少一部分包圍所述止擋、特別是止擋環。據此，指示元件的至少一部分與止擋相比在徑向上是更遠地居外設置的。例如，可以設置這樣一種環形的指示元件，使之包圍著止擋環。這樣，一方面可以獲得一種特別緊湊的結構形式，同時該指示元件是可以特別良好地識別的，從而進一步提高了操作可靠性。本發明還涉及一種混凝土錨栓，其具有按照本發明設計的載荷指示墊片。


下面將參照優選實施例對本發明作詳細說明，該實施例示意性地示於附圖中。附圖示意地表示:圖1混凝土錨栓的縱剖視圖，配有本發明提出的載荷指示墊片，處於未加載狀態；以及圖2混凝土錨栓的縱剖視圖，配有本發明提出的如圖1所示的載荷指示墊片，在施加預緊作用之後。
具體實施例方式在附圖1和2中示出了本發明提出的混凝土錨栓I的一個實施例，在該錨栓上設置了一個本發明提出的載荷指示墊片2。該混凝土錨栓I具有一個螺栓41，該螺栓被引入到一個孔40中。在其底腳側的、設置於孔40中的端部，在螺栓41上設置了一個擴張套筒45及一個用於該擴張套筒45的擴張錐體46。在螺栓41的對置一端上設有一個預緊螺母49。本發明提出的載荷指示墊片2設置在預緊螺母49和待錨固元件8之間，並貼靠在預緊螺母49上。載荷指示墊片2具有一個環形的基體11及一個同樣是環形的蓋體13，其中，蓋體13是朝向預緊螺母49的，基體11是朝向待錨固元件8的。碟片形的基體11和碟片形的蓋體13分別具有一個通孔12或14，螺栓41被引導穿過該通孔。
在蓋體13上設置了一個止擋環18，該止擋環依軸向相對於通孔12、14，亦即在螺栓41的縱向上，從蓋體13朝向基體11突出。該止擋環18限制蓋體13朝向基體11的軸向運動。在基體11和蓋體13之間，設置了一個由膨脹性材料製成的環形指示元件4，該指示元件包圍著止擋環18，而且該指示元件在圖1所示的未加載狀態時依軸向超出於止擋環
18。在未加載狀態,該環形的指示元件4如圖1中所示例如具有圓形橫截面。若如圖2所示，為了實現錨栓I的預緊而將預緊螺母49擰緊，則在預緊螺母49和待固定元件8之間的基體11和蓋體13便被軸嚮往一起壓擠。此時，設置在基體11和蓋體13之間的指示元件4被軸向鐓壓。由於預緊作用延續一個相當長的時段，因此便使膨脹性的指示元件4發生變形，並相應於軸向鐓壓而徑向延展，以至它變得偏離於指示元件4的圓形橫截面(圖2)。按照本發明，這種形變可以用來表示在螺栓41中作用的預緊力的尺度(程度)。為了能夠在視覺上特別良好地看出指示元件4的形變，可以在基體11中和/或在蓋體13中配置至少一個觀察窗。在所示的實施例中，在蓋體13上在徑向外部設置了一個環形觀察窗19。隨著預緊作用的不斷增大，指示元件4會如此長地繼續變形，直到蓋體13的止擋環18碰觸在基體11上。因此，止擋環18可保護指示元件4免受過度負荷。例如在將螺栓41錘入到孔40中時，若短時間的軸向力作用到載荷指示墊片2上，由於指示元件4的膨脹性質之故，並不導致該指示元件4發生值得一提的形變，從而指示元件4的指示功能不會因該衝擊受到有害影響。
權利要求
1.載荷指示墊片(2),包括: 基體(11)和設置在該基體(11)上的蓋體(13 )，以及至少一個用於指示在基體(11)與蓋體(13)之間作用的軸向力的指示元件(4)，該指示元件設置在基體(11)與蓋體(13)之間， 其特徵在於: 所述指示元件(4)具有膨脹性材料。
2.按權利要求1所述的載荷指示墊片(2)，其特徵在於:所述基體(11)和所述蓋體(13)分別具有一個通孔(12或14)，其中，這兩個通孔(12，14)為使一螺栓(41)依軸向穿過而彼此對齊。
3.按以上權利要求之一所述的載荷指示墊片(2)，其特徵在於:所述指示元件(4)構造為環。
4.按以上權利要求中任一項所述的載荷指示墊片(2)，其特徵在於:所述基體(11)和/或所述蓋體(13)具有一環形的碟片。
5.按以上權利要求中任一項所述的載荷指示墊片(2)，其特徵在於:設有一止擋，該止擋限制所述蓋體(13)朝向所述基體(11)的軸向運動，並限制所述指示元件(4)的軸向負荷。
6.按權利要求5所述的載荷指示墊片(2)，其特徵在於:所述止擋是由止擋環(18)構成，該止擋環從所述基體(11)或從所述蓋體(13)依軸向突出。
7.按權利要求5或6之一所述的載荷指示墊片(2)，其特徵在於:所述指示元件(4)的至少一部分包圍所述止擋。
8.混凝土錨栓(1)，其特徵在於:該混凝土錨栓具有按以上權利要求中任一項所述的載荷指示墊片(2)。
全文摘要
本發明涉及一種載荷指示墊片(2)，包括基體(11)和設置在該基體上的蓋體(13)，以及至少一個用於指示在基體與蓋體之間作用的軸向力的指示元件(4)，該指示元件設置在基體與蓋體之間。按照本發明規定所述指示元件(4)具有膨脹性材料。
文檔編號F16B31/02GK103180623SQ201180051201
公開日2013年6月26日 申請日期2011年8月24日 優先權日2010年10月29日
發明者J·阿普爾, A·D·戴克輝斯, M·舍費爾, M·戈爾特, A·埃克施泰因 申請人:喜利得股份公司