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Title:
WASHER, FASTENING ARRANGEMENT, AND USE OF THE WASHER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/134108
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a washer (1) having an axial through opening (6) for a fastening element (19). Said washer (1) has an outer disc (2) and an indicator element (3), which in a not tightened initial state completely fills a basic geometry (28) and which is arranged in such a way that the indicator element (3) is forced radially outwards by deformation when the fastening element (19) is tightened. At least one axially protruding support element (10), by which the washer (1) is supported against a component (24) during tightening, is arranged on the outer disc (2). In order to enable a reliable reading of the tightening force during tightening, according to the invention, the washer (1) has at least one visualization element (9) for displaying the magnitude of the tightening force acting in the fastening element (19), which visualization element penetrates the outer disc (2) axially whilst forming an axial opening (7) and penetrates the support element (10) radially whilst forming a radial opening (8).

Inventors:
LEHMANN, David (Herdweg 5, Alpirsbach, 72275, DE)
LINKA, Martin (Christina-Rauscher-Straße 10, Horb a.N., 72160, DE)
Application Number:
EP2018/050613
Publication Date:
July 26, 2018
Filing Date:
January 11, 2018
Export Citation:
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Assignee:
FISCHERWERKE GMBH & CO. KG (Klaus-Fischer-Straße 1, Waldachtal, 72178, DE)
International Classes:
F16B31/02; G01L5/24
Foreign References:
GB2120795A1983-12-07
US3153974A1964-10-27
US20150125234A12015-05-07
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
LEHMANN, David (fischerwerke GmbH & Co. KG, Gewerbliche SchutzrechteKlaus-Fischer-Straße 1, Waldachtal, 72178, DE)
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Claims:
Ansprüche

Unterlegscheibe (1) mit einer axialen Durchgangsöffnung (6) für ein Befestigungselement (19), wobei die Unterlegscheibe (1 ) eine Außenscheibe (2) und ein Indikatorelement (3) aufweist, das in einem unverspannten Grundzustand eine Grundgeometrie (28) ausfüllt und das derart angeordnet ist, dass das Indikatorelement (3) beim Verspannen des Befestigungselements (19) durch Verformung radial nach außen verdrängt wird, und wobei an der Außenscheibe (2) mindestens ein axial abstehendes Stützelement (10) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Unterlegscheibe (1 ) mindestens ein Visualisierungselement (9) zur Anzeige der Größe der im Befestigungselement (19) wirkenden Spannkraft aufweist, das die Außenscheibe (2) axial unter Ausbildung einer Axialöffnung (7) und das Stützelement (10) radial unter Ausbildung einer Radialöffnung (8) durchdringt, in die das Indikatorelement (3) beim Verspannen verdrängbar ist.

Unterlegscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Radialöffnung (8) ein Volumen aufweist, das kleiner als 15 % und größer als 1 % des Volumens der Grundgeometrie (28) ist.

Unterlegscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialöffnung (8) eine Breite (w) aufweist, die kleiner als 10 % des Umfangs der Unterlegscheibe (1 ) ist.

Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (w) der Radialöffnung (8) kleiner als 12 mm und/oder größer als 1 mm ist.

Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (11 ) des Visualisierungselements (9) im Grundzustand vom Indikatorelement (3) beabstandet ist. Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (10) einen durch eine Außenfläche (14) der Außenscheibe (2) verschlossenen Kanal (12) aufweist, der die Grundgeometrie (28) und das Visualisierungselement (9) verbindet.

Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundzustand zwischen dem Indikatorelement (3) und dem Stützelement (10) ein Spalt (15) besteht.

Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Indikatorelement (3) gerichtete Ende der Radialöffnung (8) und/oder des Kanals (12) keine scharfen Übergänge (29) aufweist.

Befestigungsanordnung mit einer Unterlegscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und mit einem Befestigungselement (19), das insbesondere einen Schaft (20) mit einem Außengewinde (21 ) und insbesondere zudem ein Spreizelement aufweist.

Verwendung einer Unterlegscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Verspannen eines Befestigungselements (19), dadurch gekennzeichnet, dass das Visualisierungselement (9) beim Verspannen soweit radial verdrängt wird, dass ein äußerer Rand (18) des Indikatorelements (3) einen größeren Abstand von der Längsachse (L) aufweist als eine erste Markierung (26) zur Anzeige der Größe der im Befestigungselement (19) wirkenden Spannkraft, wobei die Außenscheibe (2) im Bereich der Grundgeometrie (28) axial verformt wird, insbesondere im Wesentlichen plastisch.

Verwendung der Unterlegscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (19) einen Werkzeugsitz (30) zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs (31 ) zum Verspannen aufweist, und dass das Drehwerkzeug (31 ) einen Außendurchmesser aufweist, dessen auf die Längsachse (L) bezogener Halbmesser (r) kleiner als oder gleich wie der Abstand (a) von der Längsachse (L) bis zur ersten Markierung (26) ist.

Description:
Beschreibung

Unterlegscheibe, Befestigungsanordnung und Verwendung der Unterlegscheibe

Die Erfindung betrifft eine Unterlegscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Befestigungsanordnung nach Anspruch 8 und die Verwendung der Unterlegscheibe gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 9.

Aus der Patentanmeldung GB 2 120 795 A ist eine gattungsgemäße Unterlegscheibe bekannt. Die Figuren 8 und 9 dieser Patentanmeldung zeigen eine Unterlegscheibe zur Anzeige einer im Befestigungselement einer Schraubverbindung wirkenden Spannkraft. Derartige Befestigungsanordnungen sind typisch für Schraubverbindungen im Stahlbau, wo Schraubverbindungen vorgespannt werden, um die Tragfähigkeit und die Gebrauchstauglichkeit dieser Verbindungen sicherzustellen. Die bekannte Unterlegscheibe besteht aus einer Außenscheibe aus Stahl, an deren Unterseite ein Indikatorelement aus einem weichen Kunststoff angeordnet ist. In einem Grundzustand, in dem die Unterlegscheibe nicht verspannt ist, weist das Indikatorelement vom Umfang der Außenscheibe einen Abstand auf, so dass es für einen Anwender nicht sichtbar ist. Beim Verspannen des Befestigungselements wird der Schraubenkopf gegen die Unterlegscheibe gepresst, wodurch das Indikatorelement verformt und radial nach außen gedrückt wird, so dass das Indikatorelement für einen Anwender sichtbar über den Rand der Außenscheibe übersteht, wenn eine erforderliche, genau definierte und planmäßig zu erreichende Spannkraft des Befestigungselements beziehungsweise der Verbindung erreicht ist. Am Umfang der Außenscheibe sind mehrere Stützelemente angeordnet, die eine sichere Kraftübertragung zwischen dem Befestigungselement und dem zu verspannenden Gegenstand gewährleisten, ohne dass ein mögliches Kriechen des Indikatorelements die Kraftübertragung beeinträchtigt. Ist die erforderliche Spannkraft erreicht, so steht das Indikatorelement zwischen den Stützelementen über den Rand der Außenscheibe über. Allerdings ist bei der bekannten Unterlegscheibe nicht immer eindeutig feststellbar, wann genau die erforderliche Spannkraft erreicht bzw. überschritten ist. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine alternative Unterlegscheibe vorzuschlagen, bei der ein sicheres Ablesen der Spannkraft auch unter Baustellenverhältnissen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Unterlegscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Unterlegscheibe weist eine axiale Durchgangsöffnung für ein Befestigungselement auf. Die Durchgangsöffnung weist insbesondere einen Kreisquerschnitt auf, so dass typische Schrauben, wie sie beispielsweise im Stahlbau verwendet werden, oder Anker, wie sie beispielsweise zum Befestigen in mineralischen Verankerungsgründen wie Beton verwendet werden, durch die Durchgangsöffnung durchgesteckt und mit der Unterlegscheibe verbunden werden können. Die Durchgangsöffnung kann insbesondere zylindrisch sein, wobei der Durchmesser auch abschnittsweise variieren, beispielsweise kegelartig zu- oder abnehmen kann. Die Unterlegscheibe umfasst eine Außenscheibe, die insbesondere aus Stahl hergestellt ist, und ein Indikatorelement, das insbesondere ebenfalls scheibenförmig ausgebildet ist. Sowohl die Außenscheibe wie auch das Indikatorelement weisen Durchgangslöcher auf, die insbesondere mittig und insbesondere konzentrisch angeordnet sind und gemeinsam die Durchgangsöffnung bilden. Dies schließt nicht aus, dass die Unterlegscheibe noch weitere Teile umfassen kann, die ebenfalls Durchgangslöcher der Durchgangsöffnung aufweisen. „Scheibe" meint hier allgemein einen Körper, dessen auf die Längsachse der Durchgangsöffnung bezogene radiale Ausdehnung größer, insbesondere um ein Vielfaches größer als seine Dicke ist. Die Scheibe kann im Grundzustand eben oder gewölbt sein und sie kann insbesondere einen kreisförmigen Umfang aufweisen, der aber auch als Polygonzug oder in einer anderen beliebigen Geometrie ausgebildet sein kann. Die Außenscheibe weist eine Außenseite und eine Innenseite auf. Die Außenseite ist die Seite der Außenscheibe, an der in einer Gebrauchsstellung, in der ein Befestigungselement in die Durchgangsöffnung eingefügt ist, typischerweise ein Kopf beziehungsweise eine Mutter des Befestigungselements anliegt. Die Innenseite ist die der Außenseite abgewandte und typischerweise dem Bauteil, mit dem die Unterlegscheibe verbunden beziehungsweise gegen das sie verspannt werden soll, zugewandte Seite der Außenscheibe, an der das Indikatorelement insbesondere direkt anliegt.

Das Indikatorelement ist aus einem Material hergestellt, das im Vergleich zur Außenscheibe leicht und stark verformbar, insbesondere stark elastisch verformbar ist. Das Indikatorelement ist insbesondere aus Gummi oder einem gummiartigen Kunststoff hergestellt, wie beispielsweise einem Polyester-Urethan-Kautschuk oder einem Chloropren-Kautschuk, die unter den Handelsnamen Vullcollan, Fibraflex oder Neopren bekannt sind. Ein Indikatorelement aus diesen oder vergleichbaren Werkstoffen kann beim Verspannen stark verformt werden, wobei es trotzdem elastisch bleibt. Insbesondere weist das Indikatorelement eine auffällige Farbe auf, die einen starken Kontrast zur Außenfläche der Außenscheibe bildet, so dass es für einen Anwender leicht wahrnehmbar ist. Beispielsweise kann ein rötliches Indikatorelement aus Vullcollan verwendet werden.

Das Indikatorelement füllt in einem unverspannten Grundzustand eine Grundgeometrie aus, die im Grundzustand ein Grundvolumen einnimmt. Insbesondere ist die Grundgeometrie des Indikatorelements hohlzylindrisch mit einem ringförmigen Querschnitt, so dass das Grundvolumen des Indikatorelements dem Volumen der ringförmigen Wand der Grundgeometrie entspricht. Das Indikatorelement ist an der Außenscheibe derart angeordnet, dass es beim Verspannen des Befesttgungselements durch Verformung radial nach außen verdrängt wird. Insbesondere stützt sich das Indikatorelement dabei radial am Befestigungselement ab.

Um eine Übertragung von Kräften zwischen dem Bauteil und dem Befestigungselement durch die Unterlegscheibe dauerhaft zu gewährleisten, ist an der Außenscheibe mindestens ein axial abstehendes Stützelement angeordnet. Insbesondere ist ein umlaufendes, insbesondere ringförmiges Stützelement angeordnet. Alternativ können auch mehrere Stützelemente angeordnet sein, die beispielsweise Abschnitte eines Rings bilden. Insbesondere umschließt das Stützelement beziehungsweise die mehreren Stützelemente die Grundgeometrie zumindest teilweise. Insbesondere umschließt das Stützelement beziehungsweise die mehreren Stützelemente die Grundgeometrie vollständig, wobei das Stützelement beziehungsweise die Stützelemente im Bereich eines nachfolgend beschriebenen Visualisierungselements beziehungsweise im Bereich mehrerer Visualisierungselemente lokal durchbrochen sein kann. Das Stützelement ist insbesondere an der Innenseite der Außenscheibe angeordnet und steht von der Innenseite in axialer Richtung ab. Das Stützelement gewährleistet, dass die Außenscheibe direkt an einem Bauteil anliegen kann, ohne dass das Indikatorelement den Kontakt zwischen der Außenscheibe und dem Bauteil unterbricht. Ein mögliches Kriechen des Indikatorelements nach dem Verspannen hat somit keine negativen Auswirkungen auf die Kraftübertragung zwischen der Unterlegscheibe und dem Bauteil beziehungsweise dem Befestigungselement, da der Kraftfluss über das Stützelement gewährleistet ist. Insbesondere ist die axiale Höhe des Stützelements kleiner als oder gleich wie die axiale Höhe des Indikatorelements im Grundzustand. Dies gewährleistet ein gleichmäßiges Anliegen des Indikatorelements an einem Bauteil. Insbesondere ist das Stützelement einstückig mit der Außenscheibe. Insbesondere ist die Außenscheibe gemeinsam mit dem Stützelement einstückig aus Stahl hergestellt. Aufgrund der Ausbildung des Stützelements liegt die Außenscheibe im Grundzustand nicht an einem Bauteil an, so dass die Außenscheibe beim Verspannen verformt werden kann, insbesondere im Bereich einer Auflagefläche, auf der ein Kopfelement des Befestigungselements beim Verspannen planmäßig aufliegt, da in dem vom Stützelement beziehungsweise von den Stützelementen umschlossenen Bereich unter der Außenscheibe ein Hohlraum entsteht, in dem das im Verhältnis zur Außenscheibe und zum Stützelement weiche Indikatorelement angeordnet ist. Mit„Kopfelemen ist insbesondere ein Schraubenkopf, aber auch beispielsweise eine Mutter gemeint. Über das Kopfelement wird die in einem Schaft des Befestigungselements wirkende Kraft auf die Unterlegscheibe übertragen. Die Auflagefläche ist Teil der Außenfläche der Außenscheibe und grenzt im Regelfall direkt an die Durchgangsöffnung an. Um ein Verformen der Außenscheibe beim Verspannen zu ermöglichen, ist der Durchmesser der Auflagefläche, und somit der Durchmesser des Kopfelements, nicht größer, insbesondere kleiner als der Durchmesser des vom Stützelement gebildeten Hohlraums, in dem das Indikatorelement im Grundzustand angeordnet ist. Durch das Verspannen und insbesondere durch ein Verformen der Außenscheibe wird die Grundgeometrie zusammengedrückt, wodurch das elastische Indikatorelement radial nach außen in Richtung zum Umfang der Unterlegscheibe hin gedrückt wird. Die Außenscheibe ist insbesondere derart gestaltet, dass sie auch dann, wenn sie beim Verspannen verformt wird, nicht an einem zu befestigenden Bauteil anliegt, wenn eine maximal zu erreichende Spannkraft des Befestigungselements erreicht wird. Insbesondere steht der verformte Teil der Unterlegscheibe in einer axialen, von der Innenseite weg gerichteten Richtung nicht über das Stützelement beziehungsweise die Stützelemente über. Somit kann das Befestigungselement auch über eine maximal zu erreichende Spannkraft gespannt werden, wodurch die Außenscheibe weiter verformt und das Indikatorelement weiter in das nachfolgend beschriebene Visualisierungselement hinein gedrückt werden kann, derart, dass auch ein Überspannen des Befestigungselements mit der erfindungsgemäßen Unterlegscheibe angezeigt werden kann.

Insbesondere umfasst die erfindungsgemäße Unterlegscheibe als weiteres Teil eine Lochscheibe, die zusätzlich auf der der Außenscheibe abgewandten Seite des Indikatorelements angeordnet ist. Die Lochscheibe ist insbesondere eine handelsübliche, flache Beilagscheibe, beispielsweise eine Beilagscheibe nach DIN EN ISO 7093-1 :2000- 11. Die Lochscheibe ist, wie auch die Außenscheibe, insbesondere aus Stahl hergestellt. Sie weist insbesondere einen Durchmesser auf, der größer als der Durchmesser der Außenscheibe ist. Das Indikatorelement liegt insbesondere zwischen der Loch- und der Außenscheibe und direkt an diesen an. Dies hat den Vorteil, dass das Indikatorelement in diesem Fall nicht direkt an dem zu befestigenden Bauteil anliegt, so dass die Reibung zwischen dem Indikatorelement und den die Grundgeometrie begrenzenden Teilen unabhängig von der Geometrie und dem Material des zu befestigenden Bauteils ist. Insbesondere liegt das Stützelement nach dem Verspannen an der Lochscheibe an, insbesondere bereits im Grundzustand, so dass die Lochscheibe, die Außenscheibe und das Stützelement die Grundgeometrie begrenzen und einschließen. In diesem Fall erfolgt eine Verformung des Indikatorelements ausschließlich aufgrund einer Verformung der Außenscheibe und/oder des Stützelements. Erfindungsgemäß weist die Unterlegscheibe mindestens ein Visualisierungselement zur Anzeige der Größe der im Befestigungselement wirkenden Spannkraft auf. Das Visualisierungselement durchdringt die Außenscheibe axial unter Ausbildung einer Axialöffnung und das Stützelement radial, unter Ausbildung einer Radialöffnung, in die das Indikatorelement beim Verspannen verdrängbar ist. Insbesondere gehen die Radial- und die Axialöffnung ineinander über, bilden also eine gemeinsame Öffnung. Durch die Axialöffnung ist das Indikatorelement sichtbar, wenn es in die Radialöffnung verdrängt wurde.„Axialöffnung" und„Radialöffnung" meint hier nicht, dass die Öffnung rein axial beziehungsweise rein radial verlaufen muss. Die Öffnungen können beispielsweise auch schräg, kurvig oder gekrümmt zur axialen beziehungsweise radialen Richtung verlaufen. Die Radialöffnung reicht insbesondere bis zum Umfang der Unterlegscheibe. Die Radialöffnung wird insbesondere in Umfangsrichtung durch Seitenwände begrenzt, die das Indikatorelement bei seiner radialen Bewegung beim Verspannen in der Radialöffnung leiten. „Verdrängbar" bedeutet nicht, dass das Indikatorelement beim Verspannen der Unterlegscheibe vollständig in die Radialöffnung verdrängt wird oder diese vollständig ausfüllen muss. Das Indikatorelement wird beim Verspannen insbesondere nur zu geringen Teilen in die Radialöffnung verdrängt, ein Großteil verbleibt in dem Hohlraum, der vom Stützelement und der Außenscheibe umschlossen ist. Insbesondere füllt das Indikatorelement die Radialöffnung auch in einem planmäßig verspannten Zustand nur teilweise aus. Durch die Kombination einer Axial- mit einer Radialöffnung kann das Indikatorelement in der Radialöffnung auch während der Bewegung beim radialen Verdrängen durch die Axialöffnung von einem Anwender bei einem Blick auf die Außenseite der Außenscheibe wahrgenommen werden, insbesondere bei einem Blick in axialer Richtung. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Befestigungselement nicht bis zu einer bestimmten, genau definierten Spannkraft gespannt werden muss, sondern wenn das Befestigungselement auf eine Spannkraft gespannt werden soll, die in einem Toleranzbereich zwischen einer minimal zu erreichenden Spannkraft des Befestigungselements und einer maximal zu erreichenden Spannkraft des Befestigungselements liegt. Beispielsweise werden Bolzenanker, mit denen Bauteile an einem Verankerungsgrund aus Beton befestigt werden, mit einem vorgegebenen Drehmoment angezogen, das ein Maß für eine im Bolzenanker wirkende Spannkraft ist, die in einem festgelegten Toleranzbereich liegen muss. Dabei darf eine minimale Spannkraft nicht unterschritten und eine maximale Spannkraft nicht überschritten werden, da sonst die Tragfähigkeit der Befestigungsanordnung nicht gewährleistet ist. Die maximal zu erreichende Spannkraft ist geringer als die Bruchkraft, bei der das Befestigungselement versagt. Wird beim Verspannen des Bolzenankers eine erfindungsgemäße Unterlegscheibe verwendet, so weiß der Anwender, dass der Bolzenanker in ausreichendem Maß vorgespannt ist, sobald das Indikatorelement durch die Axialöffnung in der Radialöffnung sichtbar ist.

Damit der Anwender die Größe der im Befestigungselement wirkenden Spannkraft ablesen oder abschätzen kann, sind am Visualisierungselement insbesondere zwei Markierungen zur Anzeige der Größe der wirkenden Spannkraft angeordnet. Insbesondere bildet das der Grundgeometrie zugewandte erste Ende der Axialöffnung eine erste Markierung zur Anzeige der minimal zu erreichenden Spannkraft des Befestigungselements. Durch die Verwendung des ersten Endes der Axialöffnung als Markierung für die Größe der minimal zu erreichenden Spannkraft des Befestigungselements erkennt ein Anwender, dass die minimal zu erreichende Spannkraft erreicht ist, sobald der Anwender das Indikatorelement im Visualisierungselement wahrnehmen kann. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Unterlegscheibe zudem eine Markierung für die maximal zu erreichende Spannkraft des zu befestigenden Befestigungselements auf. Insbesondere ist das radial äußere Ende des Visualisierungselements die zweite Markierung. Das Visualisierungselement wird durch mindestens eine Axialöffnung und mindestens eine Radialöffnung gebildet. Als Visualisierungselement können aber auch mehrere Axial- und Radialöffnungen vorgesehen sein, die gemeinsam das Visualisierungselement bilden. Die mehreren Öffnungen sind beispielsweise bezogen auf die Längsachse der Durchgangsöffnung radial verteilt, beispielsweise je eine Öffnung für eine Markierung. An der Unterlegscheibe können aber auch mehrere Visualisierungselemente angeordnet sein. Diese Visualisierungselemente sind insbesondere am Umfang der Außenscheibe verteilt angeordnet, wobei sie insbesondere derart angeordnet und/oder gestaltet sind, dass sie jeweils die gleiche Spannkraft anzeigen. Insbesondere sind die als Visualisierungselemente dienenden Öffnungen identisch ausgebildet. Insbesondere sind drei oder vier Öffnungen am Umfang der Unterlegscheibe gleichmäßig verteilt, sodass ein Anwender zumindest eine der Öffnungen wahrnehmen kann, unabhängig davon, aus welcher Perspektive er die Unterlegscheibe betrachtet. Insbesondere ist das Visualisierungselement als Schlitz ausgebildet. Mit „Schlitz" ist hier eine Öffnung gemeint, die mindestens so lang wie breit ist, wobei mit„Breite des Schlitzes" die Weite des Schlitzes gemeint ist. Insbesondere kann der Schlitz lang gestreckt, d.h. länger als breit sein. Der Schlitz durchdringt in diesem Fall die Außenscheibe und das Stützelement. Vorzugsweise weist die Radialöffnung ein Volumen auf, das kleiner als 15 % und größer als 1 % des Volumens der Grundgeometrie ist. Insbesondere ist das Volumen der Radialöffnung kleiner oder gleich 10 %, insbesondere kleiner oder gleich 8 % und insbesondere größer oder gleich 4 % des Volumens der Grundgeometrie. Durch das im Verhältnis zum Grundvolumen geringe Volumen der Radialöffnung wird erreicht, dass bereits geringe Verformungen der Außenscheibe beim Verspannen eine relativ große Bewegung des Indikatorelements im Visualisierungselement bewirken, so dass eine Änderung der Spannkraft für einen Anwender gut erkennbar ist. Sind mehrere Visualisierungselemente angeordnet, so ist mit„Volumen der Radialöffnung" die Summe der Volumina aller Radialöffnungen gemeint.

Um eine möglichst gute Ablesequalität zu gewährleisten, ist die Breite der Radialöffnung, bei mehreren Radialöffnungen die Breite jeder einzelnen Radialöffnung, kleiner als 10 % und insbesondere kleiner als 6 % des Umfangs der Unterlegscheibe. Dabei ist die Breite der Radialöffnung insbesondere größer als 1 % des Umfangs der Unterlegscheibe. Zudem oder alternativ ist die Breite der Radialöffnung beziehungsweise die Breite jeder Radialöffnung kleiner als 12 mm, insbesondere kleiner als 7 mm und/oder größer als 1 mm. Insbesondere ist die Breite der Radialöffnung größer oder gleich 2 mm und/oder kleiner oder gleich 5 mm. Dabei muss die Breite nicht über die ganze Länge der Radialöffnung konstant sein. Weiterhin ist bevorzugt, dass das erste Ende des Visualisierungselements im Grundzustand vom Indikatorelement beabstandet ist. Durch den Abstand zwischen dem Visualisierungselement und dem Indikatorelement im Grundzustand ist gewährleistet, dass das Indikatorelement nicht schon zu Beginn des Verspannens im Visualisierungselement zu sehen ist, sondern dass erst nach Erreichen der minimal zu erreichenden Spannkraft des Befestigungselements das Indikatorelement so stark verformt ist, dass es am ersten Ende des Visualisierungselements anliegt oder über das erste Ende hinaus in das Visualisierungselement hineinreicht.

Vorzugsweise weist das Stützelement einen durch eine Außenfläche der Außenscheibe verschlossenen Kanal auf, der die Grundgeometrie und das Visualisierungselement verbindet. Insbesondere füllt das Indikatorelement den Kanal im Grundzustand nicht oder nicht vollständig aus, so dass das Visualisierungselement vom ersten Ende beanstandet ist. Beim Verspannen wird das Visualisierungselement somit zunächst in den Kanal bewegt, in dem es von der Außenfläche der Außenscheibe abgedeckt und somit aus axialer Richtung auf die Außenseite der Unterlegscheibe für einen Anwender nicht sichtbar ist. Das Indikatorelement kann Vorsprünge aufweisen, die bereits im Grundzustand in die Kanäle reichen, was ein Verdrängen des Indikatorelements in die Kanäle hinein erleichtert. Erst nachdem das Indikatorelement durch Zusammendrücken den Kanal in seiner Länge vollständig ausfüllt, wird es beim weiteren Verspannen im Visualisierungselement sichtbar, sodass der Anwender weiß, dass die minimal zu erreichende Spannkraft des Befestigungselements erreicht ist. Insbesondere füllt das Indikatorelement das Volumen des Kanals vollständig aus.

In Kombination oder alternativ zur Ausbildung des Kanals kann bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform im Grundzustand zwischen dem Indikatorelement und dem Stützelement ein Spalt bestehen. Durch den Spalt ist das Indikatorelement im Grundzustand vom Visualisierungselement beabstandet. Insbesondere kann bei einer kreisförmigen Ausgestaltung des Indikatorelements und der Außenscheibe ein Ringspalt um das Indikatorelement herum vorgesehen sein, der das Visualisierungselement von dem Stützelement beabstandet. In diesem Fall kann das Visualisierungselement das Stützelement vollständig in radialer Richtung durchdringen. Weiterhin ist bevorzugt, dass das zum Indikatorelement gerichtete Ende der Radialöffnung keine scharfen Übergänge wie Kanten oder Ecken aufweist. Die Übergänge sind insbesondere gerundet und stetig, so dass das Indikatorelement nicht beschädigt wird, wenn es durch die Verformung der Außenscheibe in das Visualisierungselement verdrängt wird.

Die erfindungsgemäße Unterlegscheibe bildet mit einem Befestigungselement, das insbesondere einen Schaft mit einem Außengewinde und insbesondere ein Spreizelement aufweist, wie dies beispielsweise von sogenannten Bolzen- und Hülsenanker bekannt ist, eine Befestigungsanordnung. Dabei ist der Durchmesser des Durchgangslochs des Indikatorelements derart gewählt, dass das Indikatorelement insbesondere bereits im Grundzustand im Wesentlichen am Schaft, insbesondere am Außengewinde anliegt. Das Indikatorelement stützt sich somit beim Verspannen gegen den Schaft, insbesondere gegen das Außengewinde ab. Insbesondere ist der Durchmesser des Durchgangslochs des Indikatorelements kleiner als oder gleich wie der Durchmesser des Außengewindes. Somit liegt das Indikatorelement am Schaft bzw. am Außengewinde an, so dass das Indikatorelement beim Verspannen im Wesentlichen nicht nach innen bewegt werden kann, sondern nur eine Bewegung des äußeren Rands des Indikatorelements nach außen erfolgt.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Unterlegscheibe zum Verspannen eines Befestigungselements wird das Visualisierungselement erfindungsgemäß beim Verspannen soweit radial verdrängt, dass ein äußerer Rand des Indikatorelements einen größeren Abstand von der Längsachse aufweist, als eine erste Markierung zur Anzeige der minimal zu erreichenden Spannkraft. Beim Verspannen wird die Außenscheibe im Bereich einer Grundgeometrie axial verformt, wodurch das Visualisierungselement verdrängt wird. Die Außenscheibe verformt sich insbesondere im Wesentlichen plastisch, das heißt, die Verformung der Außenscheibe in axialer Richtung, also parallel zur Längsachse der Durchgangsöffnung, geht beim Entspannen der Unterlegscheibe um maximal 25 %, insbesondere um maximal 20 %, insbesondere um maximal 10 % zurück. Durch die im Wesentlichen bleibende plastische Verformung der Außenscheibe wird erreicht, dass das Indikatorelement nach dem planmäßigen Verspannen dauerhaft im Visualisierungselement zu sehen ist, selbst dann, wenn die planmäßig aufgebrachte Spannkraft im Laufe der Zeit nachlässt, beispielsweise durch Relaxation, wie dies beispielsweise von Bolzen- oder Hülsenankern bekannt ist, die im einem Verankerungsgrund aus Beton verankert sind. Durch den elastischen Anteil der Verformung der Außenscheibe ist es aber weiterhin möglich, eine erfindungsgemäße Unterlegscheibe, die mit einer Spannkraft verspannt wurde, die geringfügig höher als eine maximal zu erreichende Spannkraft ist, so dass das Befestigungselement durch das Verspannen nicht beschädigt wurde, durch geringfügiges Lösen des Befestigungselements so zu entspannen, dass das elastisch verformte Indikatorelement nach innen, zum Hohlraum hin zurückweicht, so dass es eine Markierung für die maximal zu erreichende Spannkraft nicht mehr überschreitet. Weiterhin ist bevorzugt, dass das Befestigungselement einen Werkzeugsitz zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs zum Verspannen aufweist, und dass das Drehwerkzeug einen Außendurchmesser aufweist, dessen auf die Längsachse der Durchgangsöffnung bezogener Halbmesser kleiner als oder gleich wie der Abstand von der Längsachse der Durchgangsöffnung bis zur ersten Markierung ist, derart, dass das Drehwerkzeug die erste Markierung beim Verspannen im Wesentlichen nicht verdeckt. Insbesondere weist das Drehwerkzeug eine im Wesentlichen zylinderförmige Außenkontur auf. Der Werkzeugsitz ist insbesondere ein Außensechskant, wie er von Muttern und Schrauben mit Sechskantkopf bekannt ist. Das Drehwerkzeug ist insbesondere eine zum Werkzeugsitz passende Stecknuss. Beispielsweise weist das Befestigungselement eine M12-Schraube mit einem Sechskantkopf der Schlüsselweite 19 auf. Eine typische Stecknuss mit Schlüsselweite 19 weist einen Außendurchmesser von 29 mm und somit einen Halbmesser von 14,5 mm auf. Der Abstand der ersten Markierung zur Längsachse liegt in diesem Fall beispielsweise bei 15 mm, so dass die Stecknuss die erste Markierung nicht verdeckt. Beim Verspannen eines Befestigungselements kann ein Anwender somit direkt ablesen, ob die erste Markierung erreicht oder überschritten ist, wenn das Befestigungselement mit einer Stecknuss, die beispielsweise an einem Elektroschrauber oder einer Ratsche angeordnet ist, verspannt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine erste erfindungsgemäße Unterlegscheibe in einer Draufsicht auf die

Außenseite der Außenscheibe; Figur 2 eine Sicht auf die Innenseite der erfindungsgemäßen Unterlegscheibe;

Figur 3 eine Sicht auf die Innenseite einer alternativ ausgestalteten erfindungsgemäßen Unterlegscheibe;

Figuren 4a) bis 4c) die Verwendung der ersten erfindungsgemäßen Unterlegscheibe beim Verspannen einer Befestigungsanordnung; und

Figur 5 dieselbe planmäßig gespannte Befestigungsanordnung in einer perspektivischen Ansicht;

In den Figuren 1 , 2, 4 und 5 ist eine erste erfindungsgemäße Unterlegscheibe 1 sowie deren Verwendung in einer Befestigungsanordnung (Figuren 4 und 5) dargestellt. Wie in den Figuren 1 und 2 zu sehen ist, besteht die erfindungsgemäße Unterlegscheibe 1 aus zwei Teilen: einer Außenscheibe 2 und einem Indikatorelement 3. Die Außenscheibe 2 ist aus Stahl gefertigt, mit einem Durchgangsloch 4, das mit einem Durchgangsloch 5 des Indikatorelements 3 gemeinsam eine Durchgangsöffnung 6 der Unterlegscheibe 1 bildet. Am Umfang der Außenscheibe 2 sind vier schlitzartige Visualisierungselemente 9 zur Anzeige der Größe der in einem Befestigungselement wirkenden Spannkraft ausgebildet, die radial zur Längsachse L der Durchgangsöffnung 6 verlaufen und bis zum Umfang der Unterlegscheibe 1 reichen. Die Visualisierungselemente 9 durchdringen die Außenscheibe 2 unter Ausbildung einer Axialöffnung 7 axial und ein Stützelement 10 unter Ausbildung einer Radialöffnung 8 radial. Die Radialöffnungen 8 WGISGPI 6ΙΓΊ6 Weite w von 3 mm auf, was geringer als 1/40 des Umfangs der Außenscheibe 2 ist. Die Visualisierungselemente 9 durchdringen nicht nur die Außenscheibe 2 radial am Umfang, sondern teilweise auch das an der Innenseite der Außenscheibe 2 angeformte, axial in Richtung der Längsachse L abstehende kreisringförmige Stützelement 10. Das Stützelement 10 umschließt gemeinsam mit der Außenscheibe 2 einen Hohlraum 32, in dem eine Grundgeometrie 28 des Indikatorelements 3 in einem unverspannten Grundzustand (vgl. Figuren 1 , 2 und 4a) angeordnet ist. Das Stützelement 10 ist als Kreisring ausgebildet, der durch die Radialöffnungen 8 unterbrochen ist. Das Stützelement 10 weist eine axiale Dicke von 1 ,6 mm auf, die etwas kleiner als die axiale Dicke des Indikatorelements 3 ist, die 2 mm beträgt. Somit steht das Indikatorelement 3 im Grundzustand axial über das Stützelement 10 über, wie dies in Figur 4a zu sehen ist. An ihrem dem Indikatorelement 3 zugewandten ersten Ende 1 1 gehen die Radialöffnungen 8 der Visualisierungselemente 9 in Richtung zur Längsachse L in Kanäle 12 über, die mit gerundeten Übergängen 29 in den Hohlraum 32 münden. Die Kanäle 12 erstrecken sich radial über eine Tiefe k von 1 mm und sind zur Außenseite 13 der Außenscheibe 2 hin durch eine Außenfläche 14 verschlossen. In dem in den Figuren 1 , 2 und 4a dargestellten Grundzustand, in dem das Indikatorelement 3 die Grundgeometrie 28 ausfüllt und nicht verspannt ist, liegt das Indikatorelement 3 nicht in den Kanälen 12 und füllt diese nicht aus. Das Indikatorelement 3 ist somit im Grundzustand vom ersten Ende 1 1 des Visualisierungselements 9, das durch die Axial- und Radialöffnungen 7, 8 gebildet wird, beabstandet. Die Umfangsöffnungen 16 der Visualisierungselemente 9 bilden jeweils ein zweites Ende 17 der Visualisierungselemente 9. Statt der Kanäle 12 kann zwischen dem ersten Ende 1 1 des Visualisierungselements 9 und dem Indikatorelement 3 ein Spalt 15 angeordnet sein, wie dies in Figur 3 zu sehen ist. Der Spalt 15 weist ebenfalls eine Tiefe s von 1 mm auf. In diesem Fall ist der Spalt 15 als umlaufender Ringspalt ausgebildet, durch den das erste Ende 11 des Visualisierungselements 9 im Grundzustand vom Indikatorelement 3 beabstandet ist.

Das Indikatorelement 3 ist kreisringförmig ausgebildet, mit dem Durchgangsloch 5 und einem äußeren Rand 18. Es nimmt im unverspannten Grundzustand ein Grundvolumen ein, das in diesem Fall dem Volumen eines Hohlzylinders entspricht. Das Grundvolumen ist so gewählt, dass alle Radialöffnungen gemeinsam ein Volumen aufweisen, das 6 % des Grundvolumens der Grundgeometrie 28 entspricht. Das Indikatorelement 3 ist mittels Spritzgießen aus Vullcollan hergestellt und somit schon bei leichtem Druck stark elastisch verformbar.

In den Figuren 4 und 5 ist eine Befestigungsanordnung mit der erfindungsgemäßen Unterlegscheibe 1 und einem Befestigungselement 19 dargestellt, das als Bolzenanker ausgebildet ist und einen Schaft 20 mit einem Außengewinde 21 aufweist, auf das eine Mutter 22 mit einem Außensechskant als Werkzeugsitz 30 aufgeschraubt ist. Das Befestigungselement 19, ein Bolzenanker fischer FAZ II, ist in einem Verankerungsgrund (nicht dargestellt) verankert, wozu das Befestigungselement durch ein Bohrloch 23 in einem Bauteil 24 hindurch in ein Sackloch (nicht dargestellt) im Verankerungsgrund eingebracht und dann ein Spreizelement (nicht dargestellt) aufgespreizt wurde. Um das Spreizelement planmäßig aufzuspreizen, muss der Bolzenanker mit einer definierten planmäßigen Spannkraft gegen das Bauteil 24 verspannt werden, wobei mindestens eine minimal zu erreichende Spannkraft und höchstens eine maximal zu erreichende Spannkraft des Bolzenankers im Bolzenanker wirken darf. Beispielsweise beträgt die minimale Spannkraft 10 kN und die maximale Spannkraft 20 kN, wobei die maximale Spannkraft geringer ist, als die Bruchkraft, bei der das Befestigungselement 19 versagt, beispielsweise durch Bruch des Schafts 20.

Figur 4a zeigt das Befestigungselement 19 mit der erfindungsgemäßen Unterlegscheibe 1 , nach dem Einbringen des Befestigungselements 19 in das Bohrloch 23 und in den Verankerungsgrund im unverspannten Grundzustand, in dem der äußere Rand 18 des Indikatorelements 3 vom ersten Ende 11 des Schlitzes 8 beabstandet ist. In diesem Zustand bildet das Indikatorelement 3 die Grundgeometrie 28. Der Durchmesser D D des Durchgangslochs 5 des Indikatorelements 3 ist derart gewählt, dass das Indikatorelement 3 im Wesentlichen am Außengewinde 21 anliegt. Der Durchmesser D A des Außengewindes 21 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser D D des Durchgangslochs 5 des Indikatorelements 3, so dass die Unterlegscheibe 1 verspannt am Schaft 20 des Befestigungselements 19 gehalten ist und sich das Indikatorelement 3 bereits im unverspannten Grundzustand gegen den Schaft 20 abstützt. Die Mutter 22, die auf einer Auflagefläche 25 der Außenscheibe 2 aufliegt, wirkt als Kopfelement, über das sich das Befestigungselement 19 gegen das Bauteil 24 verspannt. In dem dargestellten unverspannten Zustand liegt die Unterlegscheibe 1 flächig mit dem Stützelement 10 und dem Indikatorelement 3 am Bauteil 24 an. Wird nun das Befestigungselement 19 durch Aufdrehen der Mutter 22 mit einem Drehwerkzeug 31 verspannt, so verformt die Mutter 22 die Unterlegscheibe 1 im Bereich der Auflagefläche 25, die zum Bauteil 24 hin gedrückt wird. Die Verformung erfolgt im Wesentlichen plastisch. Dadurch wird der Hohlraum 32 verkleinert und das Indikatorelement 3 zusammengepresst, elastisch verformt, und entlang der Übergänge 29 in die Kanäle 12 gedrückt, wodurch das Indikatorelement 3 beim Erreichen der minimal zu erreichenden Spannkraft des Befestigungselements 19 das erste Ende 1 1 des Visualisierungselements 9 erreicht (vgl. Figur 4b). Ab hier und beim weiteren Anziehen der Mutter 22 ist das Indikatorelement 3 durch die Axialöffnung 7 in der Radialöffnung 8 sichtbar. Das erste Ende 1 1 bildet eine erste Markierung 26 zur Anzeige der minimal zu erreichenden Spannkraft. Damit ein Anwender das Indikatorelement 3 im Visualisierungselement 9 wahrnehmen kann, ist der Radius r der als Drehwerkzeug 31 verwendeten Stecknuss so gewählt, dass er kleiner als der Abstand a von der Längsachse L bis zur ersten Markierung 26 ist. Somit verdeckt die Stecknuss das Visualisierungselement 9 nicht. Durch weiteres Aufschrauben der Mutter 22 wird die im Befestigungselement 19 wirkende Spannkraft erhöht, wodurch sich die Außenscheibe 2 im Bereich der Auflagefläche 25 weiter plastisch verformt, das Indikatorelement 3 weiter verdrängt und der äußere Rand 18 weiter in die Radialöffnung 8 hineingeschoben wird. In Figur 4c ist die Situation dargestellt, dass der äußere Rand 18 des Indikatorelements 3 die Umfangsöffnung 16 erreicht hat, die eine zweite Markierung 27 bildet und anzeigt, dass die maximal zu erreichende Spannkraft des Befestigungselements 19 erreicht ist. Liegt der äußere Rand 18 des Indikatorelements 3 zwischen der ersten Markierung 26 und der zweiten Markierung 27, wie dies in Figur 5 zu sehen ist, erkennt der Anwender, dass die wirkende Spannkraft im Befestigungselement 19 zwischen der minimal zu erreichenden Spannkraft und der maximal zu erreichenden Spannkraft liegt und das Befestigungselement 19 somit planmäßig verspannt ist. Ist dagegen der äußere Rand 18 nicht in der Radialöffnung 8 zu sehen, so ist die minimal zu erreichende Spannkraft noch nicht erreicht - das Befestigungselement 19 muss weiter gespannt werden. Mit der erfindungsgemäßen Unterlegscheibe 1 kann ein Anwender leicht ablesen, ob ein Befestigungselement 19 planmäßig verspannt ist oder nicht. Die Unterlegscheibe 1 besteht zudem aus wenigen Teilen und ist kostengünstig als Massenprodukt herstellbar.

LD

Bezugszeichenliste

Unterlegscheibe, Befestigungsanordnung und Verwendung der Unterlegscheibe

I Unterlegscheibe

2 Außenscheibe

3 Indikatorelement

4 Durchgangsloch der Außenscheibe 2

5 Durchgangsloch des Indikatorelements 3

6 Durchgangsöffnung der Unterlegscheibe 1

7 Axialöffnung

8 Radialöffnung

9 Visualisierungselement

10 Stützelement

I I erstes Ende des Schlitzes 8

12 Kanal

13 Außenseite

14 Außenfläche

15 Spalt

16 Umfangsöffnung

17 zweites Ende des Schlitzes 8

18 äußerer Rand des Indikatorelements 3

19 Befestigungselement

20 Schaft

21 Außengewinde

22 Mutter

23 Bohrloch

24 Bauteil

25 Auflagefläche

26 erste Markierung

27 zweite Markierung

28 Grundgeometrie 29 Übergang

30 Werkzeugsitz

31 Drehwerkzeug

32 Hohlraum

a Abstand

D A Durchmesser des Außengewindes 21

D D Durchmesser des Durchgangslochs 5 des Indikatorelements 3

L Längsachse

k Tiefe des Kanals 12

s Tiefe des Spalts 15

t Tiefe der Radialöffnung 8

w Breite der Radialöffnung 8