垫圈、具有该垫圈的紧固组件以及该垫圈的应用的制作方法

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的垫圈，一种根据权利要求11的具有该垫圈的紧固组件，以及根据权利要求13的该垫圈的应用。

背景技术：

从专利申请gb2120795a中已知一种所属类别的垫圈。该专利申请的图5示出了一种垫圈，所述垫圈用于显示作用在螺纹连接的紧固元件中的加紧力。这种紧固组件典型地针对在钢结构中的螺纹连接，在所述钢结构中螺纹连接受预应力，以便确保这种连接的承载能力和适合性。已知的垫圈由外盘构成，所述外盘由钢制成，在所述外盘的下侧处布置有指示元件，所述指示元件由软塑料制成。外盘具有沿径向方向延伸的狭缝状的开口，所述开口在垫圈未被上紧的基本状态下从指示元件伸展到外盘的外周。所述开口用作可视元件，使用者在所述可视元件处能够读出紧固元件的上紧状态。在所述开口处布置有作为标记的两个缺口，它们显示出紧固元件的不同上紧状态。在上紧紧固元件时，螺栓头被压靠在垫圈上，由此指示元件变形并且被径向向外按压，使得指示元件以对使用者来说可见的方式位于开口中。由于所述两个标记，使用者能够识别出：是否达到了紧固元件或者连接的某一加紧力。已知的解决方案的缺点在于，所设置的缺口相对较小，并且，由于灰尘等原因在施工现场通常会受到影响并且能够被轻易覆盖。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是，提出一种垫圈，所述垫圈即使在施工现场也能够实现可视元件的可靠的读取。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的垫圈予以解决。根据本发明的垫圈具有用于紧固元件的轴向通孔。通孔具有尤其是圆形横截面，使得典型的螺栓（如其例如使用在钢结构中）或者锚栓（如其例如用于紧固在矿物锚固地基例如混凝土中）能够穿过通孔并且能够与垫圈连接。通孔能够尤其是圆柱形的，其中，直径也能够以区段方式变化或者锥形地增加或者减少。垫圈包括外盘和指示元件，所述外盘尤其是由钢制成，所述指示元件尤其是也构造为盘形。指示元件由一种材料制成，与外盘相比该材料能够容易并且剧烈地变形、尤其是能够剧烈地弹性变形。指示元件尤其是由橡胶或者橡胶式的塑料制成，例如聚酯-聚氨酯-橡胶或者氯丁-橡胶（以商品名称vullcollan、fibroflex或者neopren所周知）。由这些或者类似材料制成的指示元件在上紧时能够剧烈变形，其中，尽管如此它仍然保持弹性，使得在松开时它再次接近基本几何形状，使得使用者也能够估计或者读出在松开时作用的加紧力。尤其地，指示元件具有显眼的颜色，所述颜色与外盘的外表面形成强烈的对比，使得它对于使用者说能够轻易地被察觉。例如能够使用由vullcollan制成的红色的指示元件。

外盘和指示元件分别具有穿孔，所述穿孔尤其是居中并且尤其是同心地布置并且共同形成通孔。这没有排除：垫圈还能够包括另外的同样具有通孔的穿孔部分。“盘”在这里通常指下述主体，所述主体的径向延伸范围大于其厚度、尤其是大于其厚度多倍，所述径向是参照通孔的纵向轴线而言的。盘在基本状态下能够是平的或者拱形的，它尤其能够具有圆形的外周，所述外周然而也能够构造为多边形或者以其他任意的几何形状来构造。外盘具有外侧和内侧。“外侧”是外盘的下述侧，同样在使用位置中紧固元件的头部或者螺母贴靠在所述侧处，在所述使用位置中紧固元件插入到通孔中。内侧是外盘的背离所述外侧并且通常面向构件（垫圈应当与所述构件连接）的下述侧，指示元件尤其是直接贴靠在所述侧处。在未上紧的基本状态下，指示元件填充基本几何形状。例如，指示元件的基本几何形状是圆环。指示元件尤其是如此布置在外盘处，使得它在紧固元件上紧时由于变形而被挤压到可视元件中，在所述可视元件中在上紧时它能够由使用者察觉到。为此，可视元件在轴向上穿过外盘，使得指示元件在根据计划的上紧之后能够由使用者在观察外盘的外侧时察觉到，尤其是当基本上沿轴向方向观察外盘的外侧时。为了使使用者能够读出或者估计作用在紧固元件中的加紧力的大小，在可视元件处布置有两个标记，所述标记用于显示作用的加紧力的大小。在此，第一标记布置在基本几何形状和第二标记之间，指示元件在未上紧的状态下具有所述基本几何形状。

为了使使用者能够可靠并且容易地读出可视元件，根据本发明，可视元件的面向基本几何形状的第一端部形成第一标记，以显示紧固元件的待达到的最小加紧力。因此，例如以缺口形式的分开的标记（如其从上述背景技术中已知的那样）不必被设置用于在可视元件处待达到的最小加紧力。通过使用可视元件的第一端部作为紧固元件的待达到的最小加紧力的大小的标记，一旦使用者能够察觉到在可视元件中的指示元件，使用者便识别出达到了待达到的最小加紧力。例如，以限定的转矩来上紧螺栓锚固件——利用所述螺栓锚固件将构件紧固在由混凝土制成的锚固地基处，所述转矩是作用在螺栓锚固件中的加紧力的量度。在此，不得低于最小加紧力并且不得超过最大加紧力，因为否则的话无法保证紧固组件的承载能力。如果在上紧螺栓锚固件时使用根据本发明的垫圈，则使用者知道螺栓锚固件在足够程度上被预紧。

尤其地，作为另外的部件，根据本发明的垫圈包括孔板，所述孔板附加地布置在指示元件的背离外盘的侧上。孔板尤其是商业上通用的扁平的调整垫，例如根据dineniso7093-1:2000-11的调整垫。与外盘一样，孔板尤其是由钢制成。它尤其是具有大于外盘直径的直径。指示元件尤其是在孔板和外盘之间，并且直接贴靠在孔板和外盘处，使得基本几何形状受这些盘和板的限制。这具有优点：指示元件在这种情况下没有直接贴靠在待紧固的构件处，使得在指示元件和限制基本几何形状的部件之间的摩擦与待紧固的构件的几何形状和材料无关。

优选地，第二标记是用于显示紧固元件待达到的最大加紧力的标记。在此，“待达到的最大加紧力”是下述加紧力，紧固元件应当以所述加紧力最大程度上根据计划地被上紧。待达到的最大加紧力小于断裂力，在所述断裂力的情况下紧固元件失效。因此，根据本发明的垫圈具有用于待紧固的紧固元件待达到的最小加紧力的标记和用于待紧固的紧固元件最大加紧力的标记。在上述的螺栓锚固件的上紧时，使用者因此知道，如果能够察觉到在可视元件中的指示元件，但是还没有超过第二标记，就根据计划地上紧螺栓锚固件。因此，使用者看一下垫圈的外侧就足以确定，是否根据计划地上紧了螺栓锚固件。如果超过了最大加紧力，则使用者能够放松螺栓锚固件，由此弹性指示元件再次接近其基本几何形状，使得它不再贴靠在第二标记处。

优选地，可视元件具有至少一个开口，尤其是一个开口形成可视元件。但是，在可视元件处也能够设置多个开口，所述多个开口共同形成可视元件。多个开口例如沿径向分布，所述径向参考通孔的纵向轴线，例如每个开口用于一个标记。但是，在垫圈处也能够布置有多个可视元件，所述多个可视元件分别由开口形成。这些可视元件尤其是沿外盘的外周分布，其中，它们尤其是如此地布置和/或设计，使得它们分别显示相同的加紧力。尤其地，用作可视元件的开口被一致地成形。尤其地，三个或者四个开口均匀地分布在垫圈的外周上，使得使用者能够察觉所述开口中的至少一个，而与他从哪个视角观察垫圈无关。尤其地，开口构造成缝隙，所述缝隙形成可视元件。在这里，“缝隙”指的是下述开口，所述开口具有至少和宽度一样的长度，其中，“缝隙的宽度”指的是缝隙的跨度。尤其地，缝隙能够细长地延伸、即长度大于宽度地延伸，其中“长度”指的是在下述方向上的延伸范围：可视元件在上紧时沿所述方向运动。为了确保尽可能良好的读出质量，缝隙的跨度尤其是小于外盘的外周的1/10、尤其是小于1/20、尤其是小于1/30并且尤其是小于1/40。尤其地，缝隙的跨度小于10mm、尤其是小于7mm、尤其是小于4mm并且尤其是小于3mm。缝隙能够从其第一端部开始变宽或者变窄，所述第一端部尤其是形成可视元件的第一端部。尤其地，缝隙壁平行式地延伸、尤其是沿关于纵向轴线的径向方向延伸，使得“长度”是缝隙的径向延伸范围。

就根据本发明的垫圈的优选的构造方式而言，第二标记通过开口的扩大部来形成。“扩大部”指的是开口的下述位置：在所述位置处开口（尤其是缝隙）在狭窄限定的区域中尤其是阶梯状地变宽，即，它的宽度在视觉上清楚并且以明显能够察觉到的方式被增大。相对于从技术现状中已知的作为标记的缺口，这具有下述：“扩大部”不能够被灰尘或者类似污物遮盖并且因此能够更容易地被读出。

就根据本发明的垫圈的另一种优选的构造方式而言，开口的背离基本几何形状的第二端部形成第二标记。在根据计划地上紧紧固元件时，指示元件的外边缘因此在开口中处于开口的两个端部之间。

优选地，开口伸展到垫圈的外周。在这种情况下，外周开口形成第二标记。外周开口也能够被理解成开口的扩大部和/或开口的第二端部。尤其地，开口构造为缝隙，所述缝隙径向上朝外周敞开。这种构造方式的特征在于，能够非常良好地读出对应的垫圈，并且，此外能够以简单并且成本有利的方式例如通过冷整体成形工艺来制造对应的垫圈。

就根据本发明的垫圈的另一优选的构造方式而言，在外盘处布置有轴向突出的支撑元件，所述支撑元件至少区段式地包围基本几何形状。尤其地，支撑元件几乎完全地包围基本几何形状，其中，它仅在开口的区域中局部地断开。支撑元件尤其是布置在外盘的内侧，并且，从内侧沿轴向方向突出。支撑元件确保了，外盘能够直接贴靠在垫圈的构件处或者另外的部件处，尤其是在孔板处，而无需指示元件中断在外盘和垫圈的构件或者另外的部件之间的接触。因此，指示元件在应力下可能的蠕变不会对在垫圈和构件之间的力传递的产生负面影响，因为通过支撑元件确保了力流。尤其地，支撑元件的轴向高度小于或者等于指示元件在基本状态下的轴向高度。这确保了指示元件在垫圈的构件或者另外的部件处的均匀的贴靠。尤其地，支撑元件与外盘是一体的。尤其地，外盘与支撑元件一体地共同由钢制成。通过构造支撑元件，外盘能够在上紧时变形，尤其在支承面的区域中，紧固元件的头部元件根据计划放置在所述支承面上，因为在由支撑元件包围的区域中在外盘的下方产生一空腔，在所述空腔中尤其是仅布置有相对于外盘和支撑元件来说柔软的指示元件。“头部元件”尤其是螺栓头，但是也能够指螺母。通过头部元件，作用在紧固元件的杆上的力被传递到垫圈上。支承面是外盘的外表面的一部分并且在通常情况下直接接邻通孔。为了在上紧时实现外盘的变形，支承面的直径并且因而头部元件的直径小于由支撑元件形成的空腔的直径，在所述空腔中布置有基本几何形状。通过上紧并且尤其是通过外盘的变形，基本几何形状被压缩，由此，弹性的指示元件径向向外地在朝向垫圈的外周的方向上被挤压。如此设计外盘，使得当它在上紧时发生变形的情况下它不会贴靠在垫圈的待紧固的构件或者另外的部件处，如果达到了紧固元件的待达到的最大加紧力。尤其地，外盘的变形的部件在轴向方向上没有突出于支撑元件。因此，紧固元件也能够通过待达到的最大加紧力而被上紧，由此能够使外盘进一步变形并且能够使指示元件进一步挤压到可视元件中，这样使得紧固元件的过度上紧能够利用根据本发明的垫圈显示出来。

此外，优选的是，可视元件的第一端部在基本状态下与指示元件间隔开。通过在基本状态下在可视元件和指示元件之间的间隔确保了，在上紧开始时并不能够在可视元件中看到指示元件，而是在达到紧固元件的待达到的最小加紧力之后指示元件才如此剧烈地变形，使得它贴靠在可视元件的第一端部处或者超出第一端部延伸到可视元件中。

优选地，支撑元件具有由外盘的外表面封闭的通道，所述通道连接基本几何形状和可视元件，其中，指示元件在基本状态下不填充或者不完全填充通道，使得可视元件与第一端部间隔开。因此，在上紧时，可视元件首先运动到通道中，在所述通道中它由外盘的外表面覆盖并且对于使用者来说是不能够看到的。指示元件能够具有突起，所述突起在基本状态下就已经伸入到通道中了，这有助于将指示元件挤压到通道中。在指示元件由于压缩而在其长度上完全填充通道之后，它在进一步上紧时才能够在可视元件中可见，从而使得使用者知道达到了紧固元件的待达到的最小加紧力。尤其地，指示元件完全填充通道的体积。

以与构造通道相组合的方式或者替代构造通道，在优选的构造方式中，在基本状态下能够在指示元件和支撑元件之间形成间隙。通过该间隙，指示元件在基本状态下与可视元件间隔开。尤其地，在指示元件和外盘构造为圆形的情况下，设置围绕指示元件的环形间隙，所述环形间隙将可视元件与支撑元件间隔开。在这种情况下，可视元件能够完全沿径向方向穿过支撑元件。

根据本发明的垫圈与紧固元件形成紧固组件，所述紧固元件尤其是具有带有外螺纹的杆并且尤其是具有膨胀元件，如其例如由所谓的螺栓和套筒锚已知的那样。在此，如此选择指示元件的穿孔的直径，使得指示元件尤其是在基本状态下就已经基本上贴靠在杆处、尤其是在外螺纹处。因此，在上紧时，指示元件抵靠杆、尤其是抵靠外螺纹地支撑。尤其地，指示元件的穿孔的直径小于或者等于外螺纹的直径。因此，指示元件贴靠在杆或者外螺纹处，使得指示元件在上紧时基本上不能够向内运动，而是只能够进行指示元件的外边缘向外的运动。

就使用根据本发明的垫圈来上紧紧固元件的方法而言，可视元件根据本发明地在上紧时如此程度上被挤压，使得指示元件的外边缘位于第一标记和第二标记之间。以此确保了，紧固元件根据计划在待达到的最小和最大加紧力之间被上紧，并且，因此紧固组件被可靠地安装。

附图说明

在下文中，参照在附图中所示出的两个实施例来详细地阐述本发明。

附图示出：

图1以外盘的外侧的俯视图示出了根据本发明的第一垫圈；

图2示出了根据本发明的垫圈的内侧的视图；

图3示出了根据本发明的垫圈的替代构造方案的内侧的视图；

图4a）至4d）示出了在上紧紧固组件时根据本发明的第一垫圈的应用；

图5以立体视图示出了根据计划上紧的相同的紧固组件；以及

图6示出了相同的紧固组件，其中，超过了紧固元件的待达到的最大加紧力。

具体实施方式

在图1、图2和图4至图6中，示出了根据本发明的第一垫圈1以及其在紧固组件中的应用（图4至图6）。如在图1和图2中能够看出的，根据本发明的垫圈1由两个部件构成：外盘2和指示元件3。外盘2由钢制成，具有穿孔4，所述穿孔与指示元件3的穿孔5共同形成垫圈1的通孔6。在外盘2的外周处构造四个开口7，所述开口以缝隙8为形式，所述缝隙沿径向延伸——该径向参照通孔6的纵向轴线l——并且伸展到垫圈1的外周。缝隙8分别形成相同的可视元件9，并且具有3mm的跨度w，这小于外盘2的外周的1/40。缝隙8的深度t在径向方向上为4mm，比其跨度w大。缝隙8不仅沿径向在外周处穿过外盘2，而且还部分地穿过圆环形的支撑元件10，所述支撑元件成型在外盘2的内侧处并且轴向上沿纵向轴线l的方向突出。除了其中构造有缝隙8的区域之外，支撑元件10在未上紧的基本状态下（参见：图1、图2和图4a）完全包围指示元件3的基本几何形状28。支撑元件10具有一轴向厚度，所述轴向厚度略小于指示元件3的轴向厚度，使得指示元件3在基本状态下在轴向上伸出支撑元件10，如这在图4a中能够看出的那样。

在其面向指示元件3的第一端部11处，缝隙8沿纵向轴线l的方向过渡到通道12中，所述通道径向上在1mm的深度k上延伸，并且，所述通道朝向外盘2的外侧13由外表面14封闭。在图1、图2和图4a中所示出的基本状态下，指示元件3不在通道12中并且没有填充所述通道，在所述基本状态中指示元件3填充基本几何形状28并且没有被上紧。因此，指示元件3在基本状态下与可视元件9的由缝隙8形成的第一端部11间隔开。每个缝隙8的外周开口16形成可视元件9的第二端部17。它也能够被理解成开口7的扩大部。替代通道12地，在可视元件9的第一端部11和指示元件3之间能够布置有间隙15，如在图3中能够看出的那样。间隙15也具有1mm的深度s。在这种情况下，间隙15构造为环绕的环形间隙，可视元件9的第一端部11在基本状态下通过所述环形间隙而与指示元件3间隔开。

指示元件3构造成圆环的，具有穿孔5和外边缘18。指示元件3借助于注塑成型工艺由vullcollan制成，并且，因此，在轻微的压力下就已经能够剧烈地弹性变形。

在图4至图6中，示出了紧固组件，所述紧固组件具有根据本发明的垫圈1和紧固元件19，所述紧固元件构造为螺栓锚固件并且具有带有外螺纹21的杆20，在所述外螺纹上旋拧有螺母22。紧固元件19、fischerfazii的螺栓锚固件被锚固在锚固地基（未示出）中，为此，紧固元件穿过在构件24中的钻孔23而被引入到锚固地基中的盲孔（未示出）中，并且张开了膨胀元件（未示出）。为了根据计划地张开膨胀元件，螺栓锚固件必须以限定的根据计划的加紧力抵靠构件24地被上紧，其中，螺栓锚固件的至少待达到的最小加紧力和至多待达到的最大加紧力作用在螺栓锚固件中。例如，最小加紧力是10kn并且最大加紧力是20kn，其中，最大加紧力小于断裂力，在所述断裂力的情况下紧固元件19例如由于杆20的断开而失效。

图4a示出了在未上紧的基本状态下在将紧固元件19引入到钻孔23中和锚固地基中之后具有根据本发明的垫圈1的紧固元件19，在所述基本状态下指示元件3的外边缘18与缝隙8的第一端部11间隔开。在这个状态下，指示元件3形成基本几何形状28。如此选择指示元件3的穿孔5的直径dd，使得指示元件3基本上贴靠在外螺纹21处。外螺纹21的直径da略小于指示元件3的穿孔5的直径dd，使得垫圈1以上紧的方式被保持在紧固元件19的杆20处，并且，指示元件3在未上紧的基本状态下就已经抵靠杆20进行支撑。放置在外盘2的支承面25上的螺母22用作头部元件，紧固元件19通过所述头部元件抵靠构件24进行上紧。在所示出的未上紧的状态下，垫圈1面状地以支撑元件10和指示元件3贴靠在构件24处。如果现在紧固元件19通过旋拧螺母22而被上紧，则螺母22使垫圈1在支承面25的区域中变形，所述支承面被朝向构件24地按压。由此，指示元件3被压缩、弹性变形并且被压到通道12中，由此，在达到紧固元件19的待达到的最小加紧力时，指示元件3到达可视元件9的第一端部11（参见图4b）。从这里开始并且在进一步上紧螺母22时，在缝隙8中能够看到指示元件3。第一端部11形成第一标记26，以显示待达到的最小加紧力。通过进一步地旋拧螺母22，提高了作用在紧固元件19中的加紧力，由此在支承面25的区域中进一步使外盘2变形，进一步挤压指示元件3并且进一步将外边缘18推入到缝隙8中。在图4c中示出了这种情形：指示元件3的外边缘18已经达到了外周开口16，所述外周开口形成第二标记27并且显示达到了紧固元件19的待达到的最大加紧力。如果指示元件3的外边缘18在第一标记26和第二标记27之间（如这在图5中能够看出的那样）则使用者识别出：作用在紧固元件19中的加紧力在待达到的最小加紧力和待达到的最大加紧力之间，并且，因此根据计划地上紧紧固元件19。相反，如果不能够在缝隙8中看到外边缘18，则还没有达到待达到的最小加紧力——必须进一步上紧紧固元件19。相反，如果外边缘18突出超过第二标记27，如这在图4d和图6中所示出的，则使用者识别出超过了待达到的最大加紧力，并且，必须再次放松螺母22。通过使用vullcolan、聚酯-聚氨酯-橡胶，指示元件3在大的变形之后也还能够具有弹性，使得它在放松时恢复基本几何形状28，其中，外边缘18在缝隙8中返回运动。由此，直接告知使用者，在松开时从何时开始低于第二标记27并且达到根据计划的加紧力。

利用根据本发明的垫圈1，使用者能够容易地读出紧固元件19是否被根据计划地上紧。此外，垫圈1由较少的部件构成并且能够成本有利地作为大量产品而被生产。

附图标记列表

1垫圈

2外盘

3指示元件

4外盘2的穿孔

5指示元件3的穿孔

6垫圈1的通孔

7开口

8缝隙

9可视元件

10支撑元件

11缝隙8的第一端部

12通道

13外侧

14外表面

15间隙

16外周开口

17缝隙8的第二端部

18指示元件3的外边缘

19紧固元件

20杆

21外螺纹

22螺母

23钻孔

24构件

25支承面

26第一标记

27第二标记

28基本几何形状

da外螺纹21的直径

dd指示元件3的穿孔5的直径

l纵向轴线

k通道12的深度

s间隙15的深度

t缝隙8的深度

w缝隙8的跨度