DE2604510A1

DE2604510A1 - Clamping force determination system for screws - uses bore extending from screw head to thread with stud in bore

Info

Publication number: DE2604510A1
Application number: DE19762604510
Authority: DE
Inventors: Walter Burckhardt; Norbert Haas
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-02-06
Filing date: 1976-02-06
Publication date: 1977-08-18

Abstract

The shaft extension of the screw is measured. The displacement of the upper edge (11) of the screw head relative to the hole base (12) is measured in the loaded state of the screw relative to the unloaded state. The stud (17) is forced into the bore (12) by the measurement forces. The relative movement is measured during tightening of the screw by means of a dial gauge. The dial gauge housing is placed on the screw head (11).

Description

Verfahren zur Bestimmung der Klemmkraft von Schrauben undProcedure for determining the clamping force of screws and

geeignete Schraube hierfür Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Klemmkraft von Schrauben, bei dem mittels einer vom Schraubenkopf her axial in den Schraubenschaft vorzugsweise bis zum Ansatz des Gegengewindes reichende Bohrung und mittels eines in die Bohrung eingeführten Stiftes eine Schaftdehnung der Schraube feststellbar ist.suitable screw for this The invention relates to a method for Determination of the clamping force of screws by means of one from the screw head her axially reaching into the screw shank preferably up to the approach of the mating thread Bore and a shaft expansion by means of a pin inserted into the bore the screw can be determined.

Bei wichtigen Verschraubungen ist es erforderlich, die Schrauben mit einer bestimmten Vorspannkraft anzuziehen.With important screw connections it is necessary to use the screws to tighten a certain preload force.

Der am meisten verbreitete Weg ist, die Schrauben mit einem bestimmten Drehmoment anzuziehen. Dafür sind Drehmomentschlüssel entwickelt worden, die bei Erreichen eines bestimmten einstellbaren Drehmomentes ein Signal geben oder durchratschen oder die eine Markierung an der Schraube als Zeichen ihres ordnungsgemäßen Anzuges anbringen (vgl. DT-PS 1 Go3 760). Diese Methode des drehmomentgesteuerten Schraubenanzuges ist zwar von der Fertigung her gesehen sehr bequem, aber ungenau. Und zwar treten, bedingt durch unterschiedlichen Schmier- und Oberflächenzustand, Rauhigkeit, IIärte der gepaarten Teile, Flächenpressung, Anziehgeschwindigkeit, Nachgiebigkeit der Verbindung, Formgenauigkeit, Elastizität von Dichtungen u. a. Vorspannlrraftunterschiede von 50 bis t30 Prozent auf. Dadurch ist eine genaue Angabe über die tatsächlich vorhandene Vorspannlcraft der angezogenen Schrauben nicht möglich.The most common way is to use the screws with a specific one Tightening torque. Torque wrenches have been developed for this purpose, which at Achievement of a certain adjustable torque a signal give or ratchet or the one mark on the screw as a sign of yours properly tightened (see DT-PS 1 Go3 760). This method of torque-controlled Screw tightening is very convenient from the point of view of manufacture, but inaccurate. In fact, due to the different lubrication and surface conditions, Roughness, hardness of the paired parts, surface pressure, tightening speed, Resilience of the connection, dimensional accuracy, elasticity of seals, etc. Prestressing force differences of 50 to 30 percent. This is an accurate indication not possible via the actually existing pre-tensioning craft of the tightened screws.

Daneben kennt man auch das drehwinkelgesteuerte Anziehen von Schrauben (vgl. z. B. DT-AS 1 6o3 76tJ). Ausgehend von einer bestimmten rolativ genau reproduzierbaren Lage der Verschraubung werden die Schrauben einer bestimmten Verschraubungsstelle an allen Werkstücken um einen gleichen zuvor ermittelten bestimmten Winkelbetrag angezogen. Bei diesem Verfahren gehen Schwankungen in der Gleitfähigkeit der Reibpaarung nicht oder nur unwesentlich in das Ergebnis mit ein, dafür aber andere Gesichtspunkte. Und zwar beeinflußt außer der Schraubendehnung auch die Stauchung der aufeinanderliegenden verspannten Teile die Schraubenvorspannkraft. Die Stauchung unterliegt aber ebenfalls einer schwer kontrollierbaren Streuung. Im übrigen können in unkontrollierter Weise plastische Dehnungen auftreten.The angle-controlled tightening of screws is also known (see e.g. DT-AS 1 6o3 76tJ). Starting from a certain rolatively precisely reproducible The position of the screw connection is determined by the screws of a specific screw connection point on all workpieces by the same previously determined angular amount dressed. With this method there are fluctuations in the sliding ability of the friction pairing not or only insignificantly in the result, but different aspects. In addition to the screw elongation, it also influences the compression of the one on top of the other clamped parts the screw prestressing force. The compression is also subject to it a dispersion that is difficult to control. Otherwise, in an uncontrolled manner plastic strains occur.

Plastisch gedehnte Schrauben dürfen aber nicht wiederverwendet werden, weil diese Dehnungen eine unzulässige ormabweichung der Schraube bodeuten können. Das Verfahren beruht aber auf der Formgleichheit aller beteiligten Teile bei den verschiedenen Werkstücken. Solche unerkannt bleibenden Schraubenüberdehnungen gehen also ebenfalls als Montagefehler mit ein.However, plastically stretched screws must not be reused will, because these expansions can result in an impermissible deviation of the screw from the shape. However, the process is based on the equality of form of all parts involved in the different workpieces. Such undetected screw overstretching works so also as an assembly error.

Beim Mutternanzug ist eine Drehwinkelsteuerung des Anziehens in der Weise bekannt, daß die Mutter zunächst mit einer relativ kleinen definierten in seinem Einfluß wenig streuenden Drehmoment angezogen wird und dadurch die zu verspannenden Teile zwar satt aber noch nicht fest zur AI1-lage gebracht werden. In diesem Zustand wird der Überstand des Bolzenendes gegenüber der Mutter gemessen. Danach wird die Mutter so stark angezogen, bis sich der Schraubenbolzen um einen bestimmten Mehrbetrag über die Mutter erhebt. Dieser Mehrbetrag des Überstandes entspricht bei einer vorgegebenen Gewindesteigung einem bestimmten Anzugswinlcel. Der Mehrbetrag des Überstandes setzt sich zusammen aus einer Schraubendehnung und einer Teilestauchung. Die oben erwähnten Nachteile zum drehwinkelgesteuerten Anziehen haften auch diesem Vorfahren an.With nut tightening, a rotation angle control of the tightening is in the Way known that the mother initially defined with a relatively small in its influence little scattering torque is attracted and thereby the to be braced Parts are full but not yet firmly brought to the AI1 location. In this condition the protrusion of the bolt end in relation to the nut is measured. After that, the Nut tightened until the screw bolt is a certain excess rises above the mother. This excess amount of the protrusion corresponds to a given one Thread pitch a certain tightening angle. The excess of the overhang sets is made up of a screw expansion and a part compression. The ones mentioned above Disadvantages of the angle of rotation controlled tightening are also inherent in this ancestor.

Außer dem drehmomentgesteuerten und dem drehwinkeigesteuerten Anziehen von Schrauben gibt es noch das streckgrenzengestouerte Anziehen (vgl. z. B. DT-OS 2 o1o 914). Dlese Verfahrensweise macht sich die beobachtete Tatsache zunutze, daß - unabhängig von der Gleitfähigkeit der Gewindereibpaarung und unabhängig von der Weichheit der zu verspannenden Teile -das Anzugsdrehmoment mit zunehmendem Anzug zunächst ansteigt, daß aber bei Erreichen der Streckgrenze des Schraubenwerkstoffes das Anzugsmoment trotz weiterem Anziehen der Schraube konstant bleibt bzw. der Anstieg des Drehmomentes spürbar geringer wird. Das Erreichen der Streckgrenze wird als Maß für das richtige Anziehen der Schraube angesehen; die Schraube muß dementsprechend dimensioniert sein. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß es sich nur bei Schraubenwerkstoffen mit ausgepragter Eließgrenze anwenden läßt und daß die Belastungsreserve der Schrauben gering ist. Im übrigen sind die Schrauben wegen einer bleibenden Dehnung und wegen des teilweisen Ausnützens des Fließens beim ersten bestimmungsgemäßen Brauch nicht wiederverwendbar. Darüber hinaus ist für das Anzeigen des Fließbeginns der Schraube eine sehr aufwendige und dementsprechend störanfällige Konstruktion erforderlich.Except for torque-controlled and angle-of-rotation controlled tightening of screws, there is also the yield point-controlled tightening (see e.g. DT-OS 2 o1o 914). This procedure makes use of the observed fact that - independent on the sliding ability of the thread friction pairing and regardless of the softness of the parts to be clamped, the tightening torque increasing tightening initially, but that when the yield point of the Screw material, the tightening torque remains constant despite further tightening of the screw remains or the increase in torque is noticeably lower. Achieving the Yield strength is regarded as a measure of the correct tightening of the screw; the The screw must be dimensioned accordingly. Disadvantage of this process is that it can only be used for screw materials with a pronounced yield point leaves and that the load reserve of the screws is low. By the way, they are Screws because of permanent elongation and because of the partial use of the Flow not reusable when used for the first time. Furthermore is a very complex and corresponding one for displaying the start of flow of the screw failure-prone construction required.

Da beim drehwinkelgesteuerten und beim streckgrenzengesteuerten Anziehen der Verdrehwinkel gemessen bzw. angezeigt werden muß, ist es erforderlich, das Anzugswerkzeug nicht nur am Schraubenkopf, sondern - wegen der Drehwinkelermittlung - auch an einem definierten Punkt neben dem Schraubenkopf anzusetzon. Ein solcher Punkt ist vielfach praktisch nicht vorhanden, sei es, weil die Schrauben in sehr beengten Verhältnissen angeordnet sind, sei es, daß die mehroren Schrauben einer Vezchraubung untereinander unterschiedlich in ihrer Umgebung angeordnet sind, sei es, weil die Schrauben exponiert oder in der Umgebung von glatten ebenen Flächen angeordnet sind. Wegen des Erfordernisses eines weiteren Festpunktes kommen die beiden letztgenannten Verfahren allenfalls bei solchen Fällen zum Einsatz, wo Sonderwerkzeuge, die auf die spezielle örtliche Umgebung der anzuziehenden Schraube Bezug nehmehl, vertretbar sind.As with angle-of-rotation-controlled and yield-limit-controlled tightening the angle of rotation must be measured or displayed, it is necessary to use the tightening tool not only on the screw head, but - because of the determination of the angle of rotation - also on one defined point next to the screw head. One such point is multiple practically nonexistent, be it because the screws are in very cramped space are arranged, be it that the mehroren screws of a Vezchraubung with each other different are arranged in their environment, be it because the screws exposed or placed in the vicinity of smooth flat surfaces are. The latter two come because of the need for a further fixed point The procedure is only used in cases where special tools are used the specific local environment of the screw to be tightened is justifiable are.

Bei Vorliegen besonderer Voraussetzungen - vor allem sind dies Platzgründe - ist ein anderes Verfahren zum Anziehen von Verschraubungen anwendbar; dieses Verfahren ist nur bei Mutternanzug und nur dort anwendbar, wo der Schraubenbolzen um wenigstens eino Mutternhöhe huber die Mutter überstehen kann. An dem überstehenden Schraubenbolzen kann eine hydraulische Ziehvorrichtung angesetzt werden, die sich neben der Mutter an den zu verschraubenden Bauteilen abstützt, dabei abar die Mutter noch zugänglich läßt. Mit dieser hydraulischen Vorrichtung kann die Verschraubung auf ein bestimmtes Maß vorgespannt werden und dann kann die Mutter mit einem relativ geringen in seinem Einfluß wenig streuenden Drehmoment angezogen werden, woraufhin die Spannvorrichtung entlastet und'entfernt wird.If there are special requirements - above all, these are space reasons - another method of tightening screw connections can be used; This method can only be used with nut tightening and only where the screw bolt is at least a nut height beyond the nut can protrude. On the protruding screw bolt a hydraulic pulling device can be attached next to the nut is supported on the components to be screwed, while the nut is still accessible leaves. With this hydraulic device, the screw connection can be on a specific Dimension can be biased and then the nut with a relatively small in his Influence little scattering torque are tightened, whereupon the clamping device is relieved and removed.

Eine Variante dieses hydraulischen Dehnens der Schraube und des drehmomentgesteuerten Niederschraubens der Mutter auf die Teile besteht darin, die Schraube thermisch zu dehnen. Hierzu muß die Schraube auf ihrer ganzen Länge hohlgebohrt sein und mit teitungsanschlüssen zum IIindurchleiton von heißer Flüssigkeit einer definierten Temperatur versehen sein. Die Schraube wird isoliert vorgewärmt, die Wärme darf nicht auf die zu verspannenden Teile übergehen. Jede Temperatur der Schraube entspricht einer bestimmten Vordehnung. Diese Methode ist auch bei mutternlosem Schraubenanzug und auch in beengten Platzverhältnissen möglich. Jedoch ist sie nur bei größeren Schrauben und nur bei kalten zu verschraubenden Teilen anwendbar.A variant of this hydraulic stretching of the screw and the torque-controlled one Screwing down the nut on the parts consists in thermally tightening the screw to stretch. For this purpose, the screw must be drilled hollow over its entire length and with line connections for the passage of hot liquid of a defined temperature be provided. The screw is preheated in isolation, the heat must not be transferred to the parts to be braced. Any temperature of the Screw corresponds to a certain pre-elongation. This method is also applicable to the nutless Screw tightening is also possible in confined spaces. However, it is only Applicable for larger screws and only for cold parts to be screwed together.

Die beiden zuletzt genannten Verfahren zwingen der Schraube eine bestimmte Dehnung auf und schließen in gedehntem Zustand die Verschraubung. Eine andere Verfahrensart geht einen umgekehrten Weg, indem sie isoliert die Dehnung der Schraube mißt und diese Dehnung als Maß für die Klemmkraft der Schraube wertet. Hierzu ist es erforderlich, auf dem Schraubenschaft wenigstens einen Dehnmeßstreifen aufzukleben und die Anschlüsse des Dehnmeßstreifens nach außen zu einer Widerstandsmeßschaltung zu führen. Dieses Verfahren ist sehr umständlich, zeitraubend und sehr temperaturempfindlich. Bei Einhaltung bestimmter Bedingungen liefert es aber gut reproduzierbare Werte. Dieses Verfahren hat daher lediglich in der Forschung Eingang gefunden.The last two methods mentioned force the screw a certain Expand and close the screw connection in the expanded state. Another type of procedure goes the opposite way by measuring the elongation of the screw and isolating it evaluates this elongation as a measure of the clamping force of the screw. For this it is necessary Glue at least one strain gauge to the screw shaft and the connections of the strain gauge to the outside to a resistance measuring circuit. This Procedure is very cumbersome, time consuming and very temperature sensitive. at However, if certain conditions are met, it delivers easily reproducible values. This Process has therefore only found its way into research.

Die Dehnung des Schraubenschaftes alleine kann aber auch noch auf andere Weise ermittelt werden. Die DT-OS 1 926 93G zeigt eine Schraube, bei der das eingangs genannte Verfahren in qualitativer Weise ausübbar ist. In einer axialen Bohrung, die vom Schraubenkopf her bis zum Ansatz des Gegengewindes reicht, ist ein kleiner Stift am Bohrungsgrund zugsicher befestigt. Beim Belasten der Schraube dehnt sich der Schraubenschaft, der unbelastete Stift macht diese Dehnung aber nicht mit; er zieht sich um den Vehnungsbetrag in die Bohrung hinein. Bei der vorbekannten Schraube wird ein bestimmter Betrag der Relativverschiebung zwischen Schraubenkopf und Stiftende durch ein in sich verspanntes Biegefederelement angezeigt, welches durch eine Biegestellung instabilen Gleichgewichts hindurchgeschoben und durch diese Lage hindurch aufgrund der eigenen Vorspannung ruckartig durchschnappt. Jede Schraube muf3 bei ihrer Herstellung justiert werden und dazu auf die dem zugedachten Einsatzfall entsprechende Nennbelastung künstlich belastet werden und in diesem Zustand das Biege federelement in eine Verspannungsstellung kurz vor dem Durchschnappen justiert werden. Nachteilig an dem nilt diesen Schrauben ausübbaren Verfahren des Schraubenanziehens ist, daß die Schrauben sehr teuer sind und daß die einzelnen Schrauben dieser Art nur für einen bestimmten Wert der Klemmkraft verwertbar sind, bei anderen Klemmkraftwerten ist der Verwender der Schraube iiber den tatsächlichen Wert der Klemmkraft ebenso ungewiß wie bei jeder anderen Schraube auch.The expansion of the screw shaft alone can also increase other way to be determined. DT-OS 1 926 93G shows a screw in which the procedure mentioned at the beginning can be exercised in a qualitative manner. In an axial Bore that extends from the screw head to the approach of the mating thread is a small pin attached to the bottom of the hole so that it cannot pull. When loading the screw expands the screw shaft, the unloaded pin, does this But not stretching; he pulls himself into the hole by the amount of vehicle. In the case of the previously known screw, a certain amount of relative displacement is achieved between screw head and pin end by a tensioned spiral spring element indicated, which pushed through a bending position of unstable equilibrium and snaps through this position due to its own bias. Each screw has to be adjusted during its manufacture and to the one intended for it Application case corresponding nominal load are artificially loaded and in this State the flexible spring element in a tensioned position shortly before snapping through adjusted. A disadvantage of the method that can be exercised by these screws Screw tightening is that the screws are very expensive and that the individual Screws of this type can only be used for a certain value of the clamping force, in the case of other clamping force values, the user of the screw is more than the actual one The value of the clamping force is just as uncertain as with any other screw.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs genannte Verfahren universeller zu gestalten, derart, daß mit einer bestimmten Schraube innerhalb vernünftiger Grenzen jeder beliebige Wert der Kleminkraft zielsicher eingestellt werde kann. Zur Lösung wird erfindijngsgemäß in der Weise verfahren, daß die Relativverschiebung von Schraubenlcopfoberkante gegenüber dem Bohrungsgrund im belasteten gegenüber dem unbelasteten Schraubenzustand gemessen wird, wobei der Stift durch die Meßkräfte in die Bohrung hineingedrückt wird.The object of the invention is to make the method mentioned at the beginning more universal to design such that with a given screw within reasonable limits any value of the clamping force can be set in a targeted manner. To the solution is proceeded according to the invention in such a way that that the relative displacement from the upper edge of the screw head to the bottom of the hole in the loaded opposite the unloaded screw condition is measured, the pin by the measuring forces is pressed into the hole.

Der lose in die Bohrung der Schraube eingeschobene Stift dient dazu, das am anderen Ende der Krafteinleitung in die Schraube befindliche nde der Bohrung belastungsfrei an das Schraubenkopfende zu projezieren. Aufgrund der wertmäßigen Ermittlung der Relativverschiebung des Stiftendes gegenüber dem Schraubenkopf wird jeder Zwischenwert der Schraubenschaftdehnung ermittelt. Somit kann jeder Wert der Spannkraft der Schraube ermittelt werden.The pin inserted loosely into the hole in the screw is used to the end of the hole at the other end of the force introduction into the screw To project onto the end of the screw head free of stress. Due to the value Determination of the relative displacement of the pin end with respect to the screw head every intermediate value of the screw shaft elongation is determined. Thus, every value of the Tension force of the screw can be determined.

Um das Anwachsen der Spannkraft der Schraube während des Anziehens beobachten und das Anziehen gegebenenfalls rechtzeitig abbrechen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Relativverschiebung während des Schraubenanziehens gemessen wird.About the increase in the tightening force of the screw during tightening observe and be able to break off the tightening in good time if necessary it is useful if the relative displacement is measured while the screw is being tightened will.

Zur versuchsmctßigen Anwendung des Verfahrens an praxisnah zu erprobende Prototypen bzw. deren Verschraubtulgen is t es zweckmäßig, wenn die Relativverschraubung mit einer gehäuseseitig am Schraubenkopf und mit ihrem Taststift bis zum Bohrungsgrund reichenden Meßuhr gemessen wird. Der Zwei auf wand für das Messen ist zwar nicht ganz gering, aber man kann ohno großen Aufwand mit werkstattüblichen universelle Meßins trumenten die Spannkraft ermitteln.For the experimental application of the method to those to be tested in practice It is advisable to use prototypes or their screwed fittings if the relative screwing with one on the housing side on the screw head and with its stylus to the bottom of the hole reaching dial gauge is measured. The two costs for measuring are not very little, but you can do a lot of work with workshop-standard universal anyway Measuring instruments determine the clamping force.

Im Serieneinsatz sind Sonderwerkzeuge vertretbar. Hier kann die Relativverschiebung mit einem induktiven, kapazitiven oder Potentiometer-Wegaufnehmer ermittelt werden. Die von dem Wegaufnehmer während des Anziehens gelieferten Signale können nach Verstärkung zur Steuerung des Schraubers herangezogen werten.Special tools are justifiable in series use. Here the relative displacement can be determined with an inductive, capacitive or potentiometer displacement transducer. The signals delivered by the displacement transducer during the tightening can be amplified used to control the screwdriver.

Hinsichtlich einer Schraubenausbildung geht die Erfindung aus von einer bekannten Schraube oder einem Schraubenbolzen mit einer von der im Einbauzustand zugänglichen Stirnseite her in der Schraube bzw. dem Bolzen angebrachten axial verlaufenden vorzugsweise bis zum Angriffspunkt des Gegengewindes reichenden Bohrung. Zur Ausübung des Verfahrens und zur Lösung der obengenannten Aufgabe ist erfindungsgemäß der Grund der leeren Bohrung flach und gratfrei gestaltet und es ist ar; der zugänglichen Stirnseite der Schraube bzw. des Bolzens eine achssenkrecht zur Bohrung verlaufende freiliegende ebene und glatte Meßfläche angebracht.With regard to a screw formation, the invention is based on a known screw or bolt with one of the in the installed state accessible end face mounted axially in the screw or the bolt preferably up to the point of application of the mating thread reaching hole. To exercise of the method and to solve the above object is according to the invention The bottom of the empty hole is flat and free of burrs and it is ar; the accessible The end face of the screw or the bolt is an axis perpendicular to the bore exposed flat and smooth measuring surface attached.

Die Erfindung ist anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend kurz erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine Anordnung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Anzugsverfahrens unter Verwendung eines elektrischen Wegaufnehmers u n d Fig. 2 eine ähnliche Anordnung unter Verwendung einer mechanischen Meßuhr.The invention is based on two exemplary embodiments shown in the drawings briefly explained below; The figures show: FIG. 1 an arrangement for practicing the inventive method Tightening method using an electrical displacement transducer and FIG. 2 a similar arrangement using a mechanical dial indicator.

Die Anordnungen der Fig. 1 und 2 zeigen ausschnittsweise einen Motorblock 1, auf dessen Oberseite 2 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 3 ein Zylinderkopf 4 angeschraubt ist. Im Motorblock ist ein zylindrisch angesenktes (Ansenkung 5) Gewindesackloch 6 angebracht. Die Ansenkung 5 dient dazu, die Dehnungslänge der Schraube zu vergrößern.The arrangements of FIGS. 1 and 2 show a section of an engine block 1, on the upper side 2 with the interposition of a gasket 3, a cylinder head 4 is screwed on. In the engine block there is a cylindrically countersunk (countersink 5) Threaded blind hole 6 attached. The countersink 5 serves to reduce the stretching length of the Enlarge screw.

Der Zylinderkopf ist mit mehreren Dehnschrauben 7 festgeschraubt, deren Schaft o ein Gewindeteil 9 und einen Dehnteil lo von definiertem Flächenquerschnitt aufweist. Der Dehnteil 1o des Schaftes ist vom Schraubenkopf 11 her axial durchbohrt (Längsbohrung 12). Die Bohrung ist an ihrem Grund 12' flach und gradfrei ausgeführt. Der Schraubenkopf 11 ist an der oberen Stirnseite mit einer achssenkrecht verlaufenden ebenen Meßfläche 11' definierter Oberflächenbeschaffenheit versehen.The cylinder head is screwed tight with several expansion screws 7, whose shaft o has a threaded part 9 and an expansion part lo of a defined surface cross-section having. The expansion part 1o of the shaft is axially drilled through from the screw head 11 (Longitudinal hole 12). The bore is flat and straight at its base 12 '. The screw head 11 is on the upper end face with a perpendicular axis flat measuring surface 11 'provided with a defined surface texture.

Bei dem Anwendungsbeispiel nach Fig. 1 ist in einem rohrförmigen Steckschlüssel 15, welcher z. B. mit einem nicht dargestellten Maschinenschrauber verbunden sein kann, ein elektrischer Wegaufnehmer 16 angeordnet. An der Unterseite des Aufnehmers ragt ein in die Bohrung 12 einzusenkender Meßstift 17 heraus, der z. B. zur Vermeidung von Bruch oder Verbiegungen als gesonderter bzw. unterteilter Stift mit magnetischer kugelbeweglicher Ankopplung ausgebildet sein kann. Aufgrund dieser Anordnung kann der Wegaufnehmer die Dehnungen des Schaftteiles beim Anziehen der Schraube feststellen. Der Wegaufnehmer wandelt die Relativverschiebung des Stiftes 17 gegenüber der Meßfläche 11' in ein analoges elektrisches Signal um, welches über den Leitungsanschluß 1S zu einem Steuergerät nach außen geleitet wird. Das Signal kann aw einem Zeigerinstrument sichtbar und meßbar gemacht werden; es kann auch zut selbsttätigen Steuerung und Beendigung des Anziehvorganges ausgenützt werden. Die Dehnung des Schraubenschaftes kann während des Anziehvorganges beobachtet werden.In the application example according to FIG. 1 is in a tubular socket wrench 15, which z. B. be connected to a power tool, not shown can, an electrical displacement transducer 16 is arranged. At the bottom of the transducer protrudes into the bore 12 to be lowered measuring pin 17, the z. B. to avoid from breakage or bending as a separate or subdivided pin with magnetic spherical coupling can be formed. Because of this arrangement, the displacement transducer determine the expansion of the shaft part when the screw is tightened. The displacement transducer converts the relative displacement of the pen 17 opposite the measuring surface 11 'in an analog electrical signal, which via the line connection 1S is routed to a control unit to the outside. The signal aw can be made visible and measurable with a pointer instrument; it can also for automatic control and termination of the tightening process. The expansion of the screw shaft can be observed during the tightening process.

In dem Anwendungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine Meßuhr 20 mit einem verlängerten Meßstift 17' vorgesehen. Die Meßuhr ist mit einem der Schraubenkopfform angepaßten meist auswechselbar ausgebildeten Aufsatzteil versehen, welches auf die Meßfläche 11' des Schraubenkopfes aufgesetzt wird.In the application example according to FIG. 2, a dial gauge 20 is provided with a extended measuring pin 17 'provided. The dial gauge is with one of the screw head shape adapted mostly interchangeably designed attachment, which on the Measuring surface 11 'of the screw head is placed.

Der Meßstift, der auch hier zur Vermeidung von Bruch oder Verbiegung geteilt und magnetisch kugelgelenkig gekoppelt sein kann, wird bis an den Grund der Bohrung abgesenkt.The measuring pin, which is also used here to avoid breakage or bending can be divided and magnetically coupled in a ball-and-socket joint, is right down to the bottom the hole is lowered.

Es muß vor Beginn des Anziehens gemessen werden, wobei die Meßuhr, die vorzugsweise in ein Tausendstel Millimeter unterteilt ist auf Null gestellt wird. Sodann wird bei entfernter Meßuhr die Schraube angezogen und erneut gemessen und dieses solange wiederholt, bis die an der Meßuhr angezeigte Dehnung den vorgeschriebenen Wert erreicht hat. Der Vorteil der Anwendung gemäß Fig. 2 liegt trotz einer umständlicheren Handhabung darin, daß ohne große Sondereinrichtungen mit werkstattüblichen Meßeinrichtungen die Dohnung der Schraubell isoliert und zuverlässig ermittelt werden kann.It must be measured before starting to tighten, using the dial gauge, which is preferably divided into a thousandth of a millimeter is set to zero will. Then, with the dial gauge removed, the screw is tightened and measured again and this is repeated until the elongation indicated on the dial gauge is the prescribed Has reached value. The advantage of the application according to FIG. 2 lies in spite of a more complicated one Handling is that without large special equipment with workshop measuring equipment the dohnung of the screw can be isolated and reliably determined.

Claims

Claims S method for determining the clamping force of screws, in which by means of an axially in the screw shank from the screw head up to the approach of the mating thread reaching hole and by means of one in the hole inserted pin a shaft expansion of the screw can be determined, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the relative displacement of the upper edge of the screw head (11 ') opposite the bottom of the hole (12') in the loaded versus the unloaded The screw condition is measured, the pin (17, 17 ') being pushed into the Hole (12) is pushed in.

2. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c It should be noted that the relative displacement is measured during the screw tightening process.

3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the relative displacement with a housing side on the screw head (11) and with its stylus (17 ') reaching to the bottom of the hole (12') dial gauge (20) is measured (Fig. 2).

4. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i zu c h n e t that the relative displacement with an inductive, capacitive or Potentiometer displacement transducer (16) is determined (Fig. 1).

5 screw or screw bolt with one of the in the installed state accessible end face in the screw or

attached to the bolt axially extending preferably up to a point of application of the mating thread reaching drilling flange, which is not shown that the bottom (12 ') of the empty bore (12') is flat and free of burrs and that on the accessible face of the screw (79 or the bolt an axially perpendicular to the bore (12) extending exposed, flat and smooth measuring surface (1t ') attached is.