Изобретение относится к элементу для контроля предварительного натяжения резьбовых анкеров.
У резьбовых соединений всегда существенное значение имеет то, что за счет достаточно сильной затяжки болта создается требуемое для надежного крепления предварительное натяжение. Слишком высокое предварительное натяжение приводит в определенных обстоятельствах к разрушению при монтаже, а слишком низкое предварительное натяжение может, напротив, вызвать проблемы функционирования и надежности. Как правило, при резьбовом монтаже контролируют не предварительное натяжение, а лишь момент затяжки посредством динамометрического ключа. Это имеет, однако, тот недостаток, что крутящий момент не позволяет сделать непосредственный вывод об усилии предварительного натяжения, поскольку различные параметры оказывают большое влияние на степень преобразования между крутящим моментом и усилием предварительного натяжения. Так, например, покрытая смазкой или вращающаяся вместе с болтом подкладная шайба так же отрицательно сказывается на предварительном натяжении, как и загрязненная шайба.
При одинаковом моменте затяжки может вполне возникнуть разброс усилия предварительного натяжения ±50%.
Другая проблема состоит в том, что на практике зачастую приходится отказываться от использования динамометрических ключей, хотя контроль момента затяжки и предписан. Это приводит к известным недостаткам. Кроме того, у обычных анкеров и других резьбовых соединений нельзя в последующем проверить, имеется ли на данном резьбовом соединении требуемое усилие предварительного натяжения.
Известен элемент для контроля предварительного натяжения резьбовых анкеров, содержащий внутреннее нажимное и внешнее кольца с обращенными друг к другу упорными поверхностями, по меньшей мере одна из которых выполнена конической (DE патент, 2939096, кл. F 16 B 31/02, 1981, фиг.4).
Техническим результатом изобретения является создание элемента для контроля предварительного натяжения, который простым образом обеспечивает контроль предварительного натяжения при затяжке резьбового соединения.
Это осуществляется за счет того, что элемент для контроля предварительного натяжения резьбовых анкеров и других резьбовых соединений, который расположен на штанге резьбового анкера между закрепляемым на стенке и тому подобное предметом и выполненным в виде гайки или головки резьбовым элементом резьбового анкера, содержит внутреннее формоустойчивое нажимное и внешнее растягивающееся кольцо с обращенными друг к другу упорными поверхностями, по меньшей мере одна из которых выполнена конической, при этом резьбовой элемент прилегает к обеим кольцам в его конечном положении по достижении максимального относительного осевого смещения между внутренним нажимным формоустойчивым и внешним растягивающимся кольцами. Торцевая поверхность кольца, к которому в конечном положении прилегает резьбовой элемент, может представлять собой поверхность трения. Внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо может быть расположено на поверхности закрепленного предмета и имеет упорную коническую поверхность, сужение которой направлено в сторону резьбового элемента и соприкасающуюся с внешним растягивающимся кольцом, причем обе торцевые поверхности внутреннего формоустойчивого нажимного кольца представляют собой поверхности трения. Внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо может быть выполнено с трапецеидальным сечением, а внешнее растягивающееся кольцо на одной из его торцевых поверхностей - с кольцевой канавкой для размещения в ней этого нажимного кольца по мере возрастания предварительного натяжения резьбовых анкеров. Между внутренним формоустойчивым нажимным и внешним растягивающимся кольцами может быть предусмотрена вязко-эластичная масса, деформирующаяся при затягивании резьбового элемента.
На фиг. 1 показано резьбовое соединение, выполненное в виде резьбового анкера, с элементом для контроля предварительного натяжения; на фиг.2 - элемент для контроля предварительного натяжения, у которого внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо входит снизу во внешнее растягивающееся кольцо;, на фиг. 3 - вид сверху на элемент для контроля предварительного натяжения на фиг. 2; на фиг.4 - пример исполнения с внутренним формоустойчивым нажимным кольцом, выполненным на стержне анкерной штанги; на фиг.5 - полуразрез кольцеобразного элемента для контроля предварительного натяжения, у которого внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо имеет трапецеидальное сечение; на фиг. 6 - полуразрез элемента для контроля предварительного натяжения, у которого между внутренним формоустойчивым нажимным и внешним растягивающимся кольцами помещена вязко-эластичная масса; на фиг.7 - полуразрез элемента для контроля предварительного натяжения с внешним растягивающимся кольцом из деформирующегося материала; на фиг.8 - полуразрез элемента для контроля предварительного натяжения, у которого внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо прилегает к срезаемому буртику.
Изображенное на фиг.1 резьбовое соединение выполнено в виде резьбового анкера, содержащего анкерную штангу 1 с распорным конусом 2 и резьбовым отрезком 3. Резьбовой анкер 1 расположен в отверстии 4, просверленном в кладке 5. При вращении навинченной на резьбовой отрезок 3 гайки 6 распорный конус 2 втягивается в распорную гильзу 7 по стрелке 8, за счет чего распорная гильза 7 растягивается и упирается в стенку отверстия 4. При затягивании гайки 6 она опирается на элемент 9 для контроля предварительного натяжения, позиционированный между гайкой 6 и предметом 11, закрепляемым на поверхности 10 стены.
Элемент 9 состоит из внутреннего формоустойчивого нажимного кольца 12 и внешнего растягивающегося кольца 13. Оба кольца 12, 13 сопрягаются друг с другом упорными коническими поверхностями 14, 15.
При затягивании гайки 6 внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо 12 вдавливается во внешнее растягивающееся кольцо 13, причем через упорные конические поверхности 14, 15, во внешнее растягивающееся кольцо 13 вводится радиальная составляющая усилия. По мере возрастания предварительного натяжения внешнее растягивающееся кольцо 13 все больше растягивается, пока гайка 6 нижней стороной 16 не упрется в торцевую поверхность 17 внешнего растягивающегося кольца 13. При сопряжении гайки 6 и внешнего растягивающегося кольца 13 достигнуто конечное положение с необходимым предварительным натяжением.
На фиг. 1 в качестве резьбового элемента изображена гайка 6. Резьбовой анкер может быть, однако, выполнен и так, что анкерная штанга 1 образует вместе с головкой 18 болта единую деталь (фиг. 4). В этом случае распорный конус 2 должен быть соединен с анкерной штангой 1 посредством резьбовой штанги.
Изображенный на фиг. 2 элемент для контроля предварительного натяжения содержит внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо 22, торцевые поверхности которого представляют собой поверхности трения между сопряженными поверхностями в конечном положении резьбового элемента. При использовании элемента в резьбовом анкере (фиг.1) торцевая поверхность 18 сопрягается с предметом 11. Торцевая поверхность 19 сопрягается с гайкой 6, как только гайка 6 при затягивании достигнет конечного положения. Поскольку торцевая поверхность сопрягается с гайкой 6, последняя была повернута дальше только с заметно большим крутящим моментом. Это значит, что сопряжение с торцевой поверхностью 19 и тем самым достижение конечного положения хорошо заметны. При взгляде сбоку на элемент можно также оптически без проблем проверить достижение конечного положения.
На фиг. 3 при виде сверху видны торцевые поверхности 19, 20 обоих колец 22, 23.
В примере исполнения на фиг.4 внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо выполнено в виде кольцевого буртика 21, выполненного на анкерной штанге 1, внешнее растягивающееся только 13 соответствует растягивающемуся кольцу на фиг. 1. Анкерная штанга 1 имеет головку 29, которая, как и гайка 6 на фиг.1, в затянутом виде при достижении конечного положения сопрягается с растягивающимся кольцом 13.
Изображенный на фиг.5 полуразрез показывает внутреннее формоустойчивое нажимное кольцо 32 трапецеидального сечения, которое входит в V-образную канавку 24 внешнего растягивающегося кольца 33. Дно канавки 24 образовано узкой растягивающейся зоной.
На фиг. 6 изображено исполнение, в котором между нажимным кольцом 42 и растягивающимся кольцом 43 расположена вязко-эластичная масса 26, которая при затягивании резьбового элемента и прижатии нажимного кольца 42 может выходить через канал 27 наружу на элементе 9.
Изображенное на фиг.7 исполнение содержит деформирующееся растягивающееся кольцо 53, охватывающее снаружи нажимное кольцо 52.
На фиг. 8 нажимное кольцо 62 прилегает к срезаемому буртику 28 внешнего кольца 63. Как только достаточное предварительное натяжение будет воздействовать через нажимное кольцо 62 на срезаемый буртик 28, он срезается.
Во всех исполнениях упорные поверхности между обоими кольцами элемента для контроля предварительного натяжения могут быть снабжены покрытием скольжения.
Использование: элемент для контроля предварительного натяжения резьбовых анкеров предназначен для надежного крепления, который как подкладную шайбу вставляют между гайкой и закрепляемым предметом. Сущность изобретения: элемент состоит из внутреннего формоустойчивого нажимного кольца и внешнего растягивающегося кольца. При затягивании предусмотренной для закрепления гайки создаваемое этим осевое предварительное натяжение вызывает расширение внутренним формоустойчивым нажимным кольцом внешнего растягивающегося кольца, пока гайка не упрется во внешнее растягивающееся кольцо. В этом конечном положении достигается требуемое конструкцией элемента предварительное натяжение. Прилегание гайки к внешнему растягивающемуся кольцу можно визуально проверить, благодаря чему можно косвенно проверить предварительное натяжение. Упрощается контроль предварительного натяжения при затяжке резьбового соединения. 5 з.п.ф-лы, 8 ил.
