FI93893B - Ruuvin esijännityslaite ja menetelmä esijännityksen toteuttamiseksi - Google Patents
Ruuvin esijännityslaite ja menetelmä esijännityksen toteuttamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI93893B FI93893B FI935329A FI935329A FI93893B FI 93893 B FI93893 B FI 93893B FI 935329 A FI935329 A FI 935329A FI 935329 A FI935329 A FI 935329A FI 93893 B FI93893 B FI 93893B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- screw
- sleeve
- memory metal
- piece
- transition temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 38
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 11
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
- B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
- B23P19/067—Bolt tensioners
- B23P19/068—Bolt tensioners by using heating means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Description
, 93893
Ruuvin esijännityslaite ja menetelmä esijännityksen toteuttamiseksi - Skruvens förspänningsanordning och förfarande för genomförande av förspänningen.
5 Keksintö koskee ruuvin tai vastaavan esijännityslaitetta, jota käytetään tekniikassa varsinkin kun on kyseessä suurehkojen ruuvien esijännittäminen asennuksen yhteydessä.
Esijännittäminen on edullista suorittaa venyttämällä ruuvia ennen mutterin kiinni kiertämistä tietyllä etukäteen lasketulla voimalla. Tämän toimenpiteen suorittamiseksi on kehitetty 10 esijäimitystyökaluja, joista mainittakoon esimerkiksi hydrauliset esikiristyslaitteet, esimerkkinä ruotsalainen julkaisu 7701049-4, jossa hydraulisen paineen avulla venytetään ruuvia ja sen jälkeen kierretään mutteri kiinni. Kun paine poistetaan liitos kiristyy, ja ruuviin jää haluttu esijännitys.
15 Yllämainitussa tapauksessa venytys tapahtuu venytettävän ruuvin päästä, mutta usein myös ruuvin sisään porattuun reikään on sijoitettu mäntämäinen osa, jonka toiseen päähän voidaan ... kohdistaa hydraulinen paine. Tällöin venyttävä voima kohdistuu männän myötävaikutuksella suoraan ruuvin päihin, joiden välillä siis myös esijännitysvenymä syntyy.
2 0 Saksalaisessa julkaisussa OS 3733243 käytetään ruuvin sisään porattuun reikään sijoitettua mäntäelementtiä, jota voidaan myös lämmittää. Joissakin tapauksissa on käytetty ruuvin . , sisään sijoitettua, esimerkiksi sähkövirralla lämmitettyä terässauvaa, joka siihen tuodun « lämmön aiheuttamalla lämpölaajenemisella venyttää esijännitettävää ruuvia. Kaikki yllämainitut menetelmät vaativat monimutkaisia laitteita ja työkaluja, jotka usein on valmistettava 2 5 jokaiselle ruuvikoolle erikseen.
US patentissa 5.248.233 esitetään eräänlainen ruuvikiinnityksen irroituslaite, jossa käyttämällä muistimetallistatehdyn, lämpö-elementilllävarustetun, lieriön faasimuutosta irroittamaan segmentteihin jaettu mutteri ilman, että rakenteeseen syntyy shokkivaikutusta. Tässä patentissa 30 ei ole kyseessä ruuvin esijännitys muistimetallilieriön avulla.
US patentti 4.450.616 käsittää muistimetallilevyn, jossa muistimetallin ominaisuuksia 2 93893 käytetään mutterin tai ruuvin kireyden varmistamiseksi, ei ruuvin esijännitysvenymän aikaansaamiseksi.
Keksinnön mukaisessa esijännityslaitteessa useimmat käytössä oleviin laitteisiin liittyvät hankaluudet on poistettu. Keksinnön mukainen laite perustuu sinänsä tunnettujen muisti-5 metallien käyttöön. Muistimetallin kiderakenteessa tapahtuu lämpötilan vaikutuksesta faasimuutos. Ilmiötä kutsutaan martensiittireaktioksi. Muistimetalliseoksista valmistettujen kappaleiden muoto ja tilavuus ulkoisenvoiman aiheuttaman muodonmuutoksen jälkeisessä kuumennuksessa suhteellisen matalaan lämpötilaan palautuvat tarkasti alkuperäiseksi. Palautuminen on täydellistä tyypillisesti vielä 4 - 8 % muodonmuutoksen jälkeen. 10 Martensiittireaktio käynnistyy ja tapahtuu melko kapealla, tyypillisesti noin 20 ° C asteen muutoslämpötilavälillä, joka voidaan yleensä sovittaa haluttuun kohtaan lämpötila-alueella -30 .. + 100 ° C. Martensiittireaktio on tietyin edellytyksin kristallograafisesti täysin palautuva. Muistimetallienmuutokseteivätperustu lämpölaajenemiseen, vaan lämpötilan muutoksen käynnistämään faasimuutokseen kiderakenteessa. Muodonmuutos tapahtuu nopeasti, kun 15 muutoslämpötila on saavutettu. Muutoslämpötilan alhaisuudesta johtuen lämmitettävään kappaleeseen ei tarvitse siirtää suuria lämpömääriä.
• · ·
Muistimetalleja on olemassa kaksi pääryhmää, joista toisessa muisti-ilmiö on yksisuuntainen ja toisessa kaksisuuntainen, niillä muistimetalleilla,jotka perustuvat yksisuuntaiseen muisti- 2 0 ilmiöön, tietyn muutoslämpötilan laukaisema muodonmuutos on palautumaton. Kaksisuuntaisen muisti-ilmiön tapauksessa muodonmuutos on palautuva kappaleen jäähtyessä tietyn lämpötilan alapuolelle. Jatkossa yksisuuntaiseen muisti-ilmiöön perustuvasta muistimetallista käytetään nimitystä yksisuuntainen muistimetalli ja kaksisuuntaiseen muisti-ilmiöön perustuvasta muistimetallista nimitystä kaksisuuntainen muistimetalli. Myös jatkossa käytetään 7 5 yllämainituista lämpötiloista termejä ylempi muutoslämpötila ja alempi muutoslämpötila.
• t •. t
Kaksisuuntaisella muistimetallilla ylempi muutoslämpötila on tyypillisesti alueella 80 -100 ° C, ja kappale palautuu ennalleen vasta, kun kappale jäähtyy tai jäähdytetään alempaan 3 0 muutoslämpötilaan, joka on tyypillisesti - 20 ° C +200 C. Yllä mainittu jakso voidaan toistaa useita kertoja, jopa luokkaa 10000 kertaa muodonmuutoksesta ja kuormituksesta riippuen.
Il 3 93893
Useatmuistimetalliseoksetkestävätplastisoitumattajamuistiominaisuuttaan menettämättä hyvin korkeita jännityksiä, jopa 800 -1000 N/mm2, joten tällaisestä metallista valmistettu kappale kykenee muodonmuutoksen yhteydessä tuottamaan suuria voimia.
5 Keksinnön mukaisessa, patenttivaatimusten 1 - 4 tunnusmerkkiosassa määritellyssä, laitteessa käytetään ruuvia venyttävän voiman aiheuttajana nk muistimetallin tietyllä muutoslämpötila— alueella käynnistyvää faasimuutosta, joka aiheuttaa muistimetallikappaleeseen mittamuutoksen, jonka yhteydessä syntyvää voimaa käytetään ruuvin venyttämiseen. Kaksisuuntaisen muistimetallin muodonmuutoskyky on tyypillisesti n. 4 % kun taas vastaavasti teräksisen 10 ruuvin esijännitysvenymä on tyypillisesti noin 0,2 % venymäpituudesta.
Lisäksi patenttivaatimuksissa S ja 6 on esitetty menetelmälle ominaiset tunnusmerkit.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viitaten: 15
Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista järjestelyä ja laitetta ruuvin esijännittämiseksi.
« · <
Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista kuvioon 1 liittyvää lukkokappaletta ja varsinaista kiristysmutteria.
20
Kuvion 1 mukaisessa järjestelyssä yhteen liitettävät osat (la, Ib) liitetään ruuvin (2) avulla. ... Kuvan 1 esittämässä tapauksessa ruuvin on esitetty olevan kierteellä (8) kiinni alemmassa toisiinsa kiinnitettävistä kappaleista (Ib) ja menevän ylemmän kappaleen (la) läpi. Ruuvin yläpäässä olevaan kierteeseen (9) on kierretty esimerkiksi mutteri (3) ja sen päälle samaan 2 5 kierteeseen lukkokappale (5), jonka sisällä mutteri (3) mahtuu vapaasti liikkumaan. Lukkokap-paleen (5) helman (13) ja kiinnitettävän kappaleen (la) väliin sijoitetaan renkaanmuotoinen kaksisuuntaisesta muisti metal lista valmistettu holkki (4). Laite toimii seuraavasti: Holkki (4) lämmitetään jollakin tavalla, esimerkiksi lämpöpuhaltimella, muistimetallin ylempään muutoslämpötilaan. Jolloin siinä tapahtuu faasimuutos ja se laajenee myös ruuvin suunnassa 30 ja venyttää lukkokappaleen (5) välityksellä ruuvia (2). Tämän jälkeen voidaan mutteri (3) kiristää sinänsä tunnetulla työkalulla lukkokappaleessa (5) olevien aukkojen (7) läpi mutterissa (3) lovien (10) avulla. Kun mutteri (3) on kiristetty, annetaan muistimetalliholkin 4 93893 (4) jäähtyä tai se jäähdytetään alempaan muutoslämpötilaan, jolloin holkki (4) palautuu entiseen mittaansa ja ruuvi kiristyy. Lukkokappale (5) voidaan nyt irroittaa ja muistimetalli-holkki (4) poistaa.
5 Muistimetalliholkki voidaan mitoittaa erikseen kullekin ruuvipituudelle ja voimalle, joka ruuvin venytykseen tarvitaan. Käytännöllistä on kuitenkin, että holkki on mitoitettu paksuudeltaan sellaiseksi, että se riittää eripituisten ruuvien venyttämiseen tiettyyn enimmäismaksimipituuteensa maksimipituuteeen saakka. Jos esijännitettävän ruuvin vaatima venymä on pienempi kuin mitä muistimetalliholkki (4) venyy, jätetään muistimetalliholkin 10 (4) ja lukkokappaleen helman (13) väliin välys (11), joka on mitoitettu siten, että muistimetalli holkin venymä vähennettynä välyksen mitalla on yhtäsuuri kuin vaadittu ruuvin esijännitys-veny mä. Välys voidaan mitata jollakin sinänsä tunnetulla mittavälineellä.
Muistimetalliholkki (4) voidaan lämmittää ylempään muutoslämpötilaan sinänsä tunnetulla 15 tavalla käyttäen esimerkiksi lämpöpuhallinta tai sähkövastusta, joka voi olla valmiina hoikin ympärillä. Koska muutoslämpötila on suhteellisen alhainen, ei tarvittava lämpömäärä : ·, ole kovin suuri. Kaksisuuntaisesta muistimetallista valmistettu holkki palautuu alkuperäiseen mittaansa, kun sen lämpötila laskee alemman muutoslämpötilan alapuolelle. Mikäli se on ympäristön lämpötilan alapuolella, voi jäähdytys alempaan muutoslämpötilaan tapahtua 2 0 esimerkiksi käyttäen hiilihappojäätä.
. . . Keksinnön mukaisella laitteella on suurena etuna se, että voidaan käyttää aivan tavallisia kannallisia ruuveja tai vaarnaruuveja. Myös laitteiden vaatima tilan tarve esijännitystä suoritettaessa on vähäinen eikä välttämättä tarvita mitään mittalaitteita esijännityksen 25 suorittamiseksi. Ruuvin irroitus voidaan tehdä samaa laitetta käyttäen.
Tekemällä lukkokappaleeseen (5) useita sovitusrenkaita (12), joissa sisempi kierre (6) on sovitettu ruuvin (2) vastaavan kierteen (9) mukaan ja ulommalla kierteellä (14) sovituskap-pale kiinnitetään lukkokappaleeseen (5), voidaan laitteella esijännittää useamman kokoisia 3 0 ruuveja.
Ammattimiehelle on selvää, että mikäli esijännitettävänä on pitkä ruuvi ja yhden muisti-
II
5 93893 metal 1 iholkin muodonmuutos ei riitä antamaan ruuville riittävää esijännitysvenymää, voidaan lukkokappaleen alle asettaa kaksi tai useampia muistimetalliholkkeja päällekäin. Holkit voivat tällöin olla standardikorkuisia, jolloin käyttämällä yhtä tai useampaa hoikkia päällekäin saavutetaan ruuville haluttu esijännityksen vaatima venymä.
5
Holkki (4) voidaan myös jakaa useampaan osaan. Tällöin on edullista, että lukkokappaleessa (5) helman (13) sijasta on kaksi tai useampia erillisiä jalkoja, joiden alle muistimetallikappaleet asetetaan.
10 Keksinnön kannalta on yhdentekevää, millä tavoin muistimetallin vaatima muutoslämpötila saadaan aikaan. Samoin keksintöä ei ole rajoitettu mihinkään nykyisin tunnettuun muistimetalliin.
15 • · • f 20 25 > · · ...» t 30
Claims (6)
- 93893
- 1. Laite kiinnityselimen, esimerkiksi ruuvin, esijännittämiseksi, jossa laitteessa esijänni-5 tettävän ruuvin (2) toiseen päähän varsinaisen mutterin tai vastaavan (3) päälle samalle kierteelle on asetettu lukkokappale (5), jonka helmamaisen reunan (13) ja kiinnitettävän kappaleen (la) väliin on asetettu ainakin yksi rengasmainen holkki (4), tunnettu siitä, että holkki (4) on tehty kaksisuuntaisesta muistimetallista, jonka ainakin ylempi muutoslämpötila on asennuslämpötilan yläpuolella. 10
- 2. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että lukkokappaleessa (5) on, sen sovittamiseksi esijännitettävään ruuviin, sovitusrengas (12).
- 3. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että lukkokappaleessa on kaksi tai 15 useampia jalkoja, joiden alle laitetaan muistimetallikappaleet. ... 4. Vaatimuksen 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että muistimetallista valmistettu holkki (4) tai kappaleet on kiinnitetty lukkokappaleeseen (5).
- 5. Menetelmä, jossa kiinnityselimen, esimerkiksi ruuvin (2) esijännitys suoritetaan jännittämällä ruuvia ruuvin vapaaseen päähän (9) kiinnitetyn lukkokappaleen (5) helman (13) ja kiinnitettävän tai kiristettävän kappaleen (la) väliin asetetun, yhden tai useamman, hoikin (4) avulla, tunnettu siitä, että holkki, joka on valmistettu muistimetallista, lämmitetään sen ylempään muutoslämpötilaan, jolloin se faasimuutoksen johdosta laajenee ja venyttää 2. lukkokappaleen (5) välityksellä ruuvia (2), jolloin mutteri (3) voidaan kiertää kiinni, jonka jälkeen hoikin (4) annetaan jäähtyä tai se jäähdytetään alempaan muutoslämpötilaan, jolloin . se palautuu alkuperäiseen mittaansa ja lukkokappale ja holkki voidaan poistaa. •«
- 6. Vaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ruuviin (2) haluttu esijännitys- 3. venymä ja hoikin laajenemismuutos sovitetaan yhteen jättämällä hoikin (4) ja lukkokappaleen helman (13) väliin välys (11). Il 93893
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI935329A FI93893C (fi) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Ruuvin esijännityslaite ja menetelmä esijännityksen toteuttamiseksi |
| AU10695/95A AU1069595A (en) | 1993-11-30 | 1994-11-30 | Pre-tensioning device for fastening elements and method for pre-tensioning a fastening element |
| AT95901466T ATE183290T1 (de) | 1993-11-30 | 1994-11-30 | Spannvorrichtung für befestigungselemente und verfahren zum spannen eines befestigungselementes |
| US08/647,915 US5772378A (en) | 1993-11-30 | 1994-11-30 | Pre-tensioning device for fastening elements and method for pre-tensioning a fastening element |
| EP95901466A EP0804689B1 (en) | 1993-11-30 | 1994-11-30 | Pre-tensioning device for fastening elements and method for pre-tensioning a fastening element |
| PCT/FI1994/000539 WO1995015442A1 (en) | 1993-11-30 | 1994-11-30 | Pre-tensioning device for fastening elements and method for pre-tensioning a fastening element |
| ES95901466T ES2135688T3 (es) | 1993-11-30 | 1994-11-30 | Dispositivo de pretensado para elementos de fijacion y metodo para pretensar un elemento de fijacion. |
| CN94194849A CN1066806C (zh) | 1993-11-30 | 1994-11-30 | 紧固件的预拉伸装置及预拉伸方法 |
| DE69420057T DE69420057T2 (de) | 1993-11-30 | 1994-11-30 | Spannvorrichtung für befestigungselemente und verfahren zum spannen eines befestigungselementes |
| NO19962169A NO315993B1 (no) | 1993-11-30 | 1996-05-29 | Forspenningsanordning for en skrue |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI935329A FI93893C (fi) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Ruuvin esijännityslaite ja menetelmä esijännityksen toteuttamiseksi |
| FI935329 | 1993-11-30 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI935329A0 FI935329A0 (fi) | 1993-11-30 |
| FI93893B true FI93893B (fi) | 1995-02-28 |
| FI93893C FI93893C (fi) | 1995-06-12 |
Family
ID=8539039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI935329A FI93893C (fi) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Ruuvin esijännityslaite ja menetelmä esijännityksen toteuttamiseksi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI93893C (fi) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996032227A1 (en) * | 1995-04-12 | 1996-10-17 | International Patents & Licenses - Russia Ab | Method and device for connecting machine elements by draw or pin bolts |
-
1993
- 1993-11-30 FI FI935329A patent/FI93893C/fi active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996032227A1 (en) * | 1995-04-12 | 1996-10-17 | International Patents & Licenses - Russia Ab | Method and device for connecting machine elements by draw or pin bolts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI93893C (fi) | 1995-06-12 |
| FI935329A0 (fi) | 1993-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0804689B1 (en) | Pre-tensioning device for fastening elements and method for pre-tensioning a fastening element | |
| FI93987B (fi) | Aluslaatta ja menetelmä esijännityksen suorittamiseksi | |
| US5248233A (en) | No-shock separation mechanism | |
| US6425829B1 (en) | Threaded load transferring attachment | |
| US3050786A (en) | Methods of lining and jacketing tubular members with prestressed polytetrafluoroethylene | |
| US4294559A (en) | Pre-stressed structural joint | |
| EP1163086B1 (en) | Tensioning hydraulic nuts | |
| US7422403B1 (en) | Non-explosive releasable coupling device | |
| FI78544C (fi) | Anordning foer att foerhindra eller foersvaora foerekomsten av ett brott i en taett sammansvetsad roerledning. | |
| US10036118B2 (en) | Wire element arrangement in an energy recovery device | |
| US20080222853A1 (en) | Shape memory alloy reinforced hoses and clamps | |
| CN101238265B (zh) | 能量吸收和力限制摩擦联结器 | |
| US6499700B1 (en) | Attachment device for a cryogenic satellite tank | |
| FI93893B (fi) | Ruuvin esijännityslaite ja menetelmä esijännityksen toteuttamiseksi | |
| US4011132A (en) | Nuclear reactor pressure vessel for nuclear reactors with plastically deformable spacers | |
| EP0310369A1 (en) | Connecting device | |
| US4797085A (en) | Forming apparatus employing a shape memory alloy die | |
| US3173522A (en) | Joints | |
| FI93671C (fi) | Laite sekä menetelmä ruuvin esijännittämiseksi | |
| FI93986C (fi) | Esijännittyvä ruuvi ja menetelmä esijännityksen toteuttamiseksi | |
| SE505839C2 (sv) | Sätt och anordning att förbinda maskinelement medelst drag- eller pinnbultar | |
| SU973341A1 (ru) | Устройство дл зат жки резьбовых соединений | |
| Forejt et al. | On modelling of the contact conditions in compound die using the hermitian finite elements | |
| Ribault et al. | PRESSURE CELLS AND A HYDRAULIC PRESS WORKING DOWN TO 10 mK. | |
| DE7223731U (de) | Schraubverbindung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application |