DE10334245A1 - Screwing tool for screwing sensitive components and method for this - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung besteht darin, ein Schraubwerkzeug vorzustellen, das neben einem Drehmomentmesser einen Winkelmesser umfasst, sodass in nach Erreichen eines Drehmomentschwellwerts das Schraubwerkzeug zusätzlich um einen definierten Winkel, der größer als 0 DEG ist, weitergedreht wird. DOLLAR A Außerdem werden Verfahren vorgestellt, die aus einer Abfolge von drehmomentkontrollierten und winkelkontrollierten Eindrehschritten bestehen. DOLLAR A Mit der Erfindung wird eine feste Verschraubung ohne oder mit nur geringfügiger bzw. definierter Verformung des Montageelements erreicht.The invention consists in presenting a screwing tool which comprises a protractor in addition to a torque meter, so that after reaching a Drehmomentschwellwerts the screwing additionally by a defined angle, which is greater than 0 °, is rotated further. DOLLAR A In addition, methods are presented, which consist of a sequence of torque-controlled and angle-controlled Einrehschritten. DOLLAR A With the invention, a fixed screw without or with only slight or defined deformation of the mounting element is achieved.
Description
Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug zum Einschrauben eines empfindlichen Montageelements sowie ein Verfahren dafür.The The invention relates to a screwing tool for screwing in a sensitive one Mounting element and a method for this.
Moderne Schraubanlagen stellen den Grad der Verschraubung mittels Drehmomentüberwachung oder Winkelzug sicher.modern Screwing systems set the degree of screwing by means of torque monitoring or juggling safely.
Bei der Drehmomentüberwachung wird der Wert des Drehmoments gemessen und das Montageelement nicht weiter als bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments, des Solldrehmoments, gedreht.at the torque monitoring the value of the torque is measured and the mounting element is not further than until reaching a predetermined torque, the Target torque, turned.
Bei dem Winkelzug wird ein bestimmter Solleindrehwinkel vorgegeben und das Montageelement nur um diesen Eindrehwinkel eingeschraubt.at the Winkelzug a certain target rotation angle is given and the mounting element screwed only at this Eindrehwinkel.
Mit diesen Massnahmen soll sichergestellt werden, dass das Montageelement, bei dem es sich um eine Schraube, eine Mutter oder ein einschraubbares funktionales Bauteil, wie beispielsweise eine Zündkerze, eine Elektrode oder ein Ventil handeln kann, einerseits so fest verschraubt ist, um die gewünschte Fixierung zu erreichen, andererseits die Verschraubung nicht so fest ausgeführt wird, dass es zu Schäden an den Gewinden oder sogar an dem Bauteil kommt.With These measures should ensure that the mounting element, which is a screw, a nut or a screw functional component, such as a spark plug, an electrode or a valve can act, on the one hand so tightly screwed to the desired Fixation to achieve, on the other hand, the screw not so firmly executed that will damage it comes at the threads or even at the component.
Nachteile des Standes der Technikdisadvantage of the prior art
Bei der Winkelzugmethode wird trotz des eingestellten Solldrehwinkels das Montageelement häufig nicht bis zum gewünschten Drehwinkel eingeschraubt. Die Ursache dafür liegt darin, dass das Schraubwerkzeug selbst beim Drehen eine Torsion erfährt, die bei der Winkelmessung unberücksichtigt bleibt. Dieser Fehlwinkel kann nicht durch das Hinzufügen eines Pauschalbetrags zum Solldrehwinkel korrigiert werden, da die Torsion des Schraubwerkzeug ein komplexer Prozess ist. Der tatsächliche Eindrehwinkel lässt sich im Nachhinein nur dadurch bestimmen, dass nach Absetzten des Schraubwerkzeugs vom Montageelement die Restentspannung, also das Zurückdrehen der bei dem Einschraubprozess aufgetretenen Torsion des Schraubwerkzeugs, gemessen und vom Solldrehwinkel abgezogen wird. Eine genaue Voreinstellung des Drehwinkels ist nicht möglich. Die Winkelanzugmethode eignet sich vorwiegend für Dehnschrauben, also Montageelemente, die selbst nicht anfällig für eine Torsion sind.at the angle pull method is used despite the set target rotation angle the mounting element frequently not to the desired Screwed angle. The reason for this is that the screwing tool even when turning undergoes a twist, which in the angle measurement disregarded. This flaw can not be overcome by adding a lump sum to the Target rotation angle to be corrected because the torsion of the screwing a complex process. The actual angle of insertion can be in retrospect, only determine that after settling the screwing from the mounting element rest relaxation, so the turning back the twisting of the screwing tool that occurred during the screwing process was measured and subtracted from the target rotation angle. An exact preset the angle of rotation is not possible. The angle suit method is mainly suitable for expansion bolts, so mounting elements that not susceptible to it for one Torsion are.
Bei der Drehmomentüberwachung hängt der Grad der Verschraubung stark von den beteiligten Schraubflächen ab, also von verwendeten Schmierfetten, Verschmutzungen, Fertigungstoleranzen usw. Die Streuung der Drehwinkel variiert demzufolge über einen großen Bereich.at the torque monitoring depends on the degree the screw connection is strongly dependent on the involved screw surfaces, So of used greases, soiling, manufacturing tolerances The scattering of the angles of rotation therefore varies over one huge Area.
Es kann einerseits dazu kommen, dass Montageelemente zu fest eingedreht werden, und dabei womöglich eine sie beschädigende Verformung erleiden. Andererseits ist es möglich, dass nur eine vorübergehende Haftreibung zwischen den Verschraubungsflächen des Montageelements und seines Verschraubungspartners, z.B. durch ein Schmutzpartikel, für ein ausreichendes Drehmoment sorgt, aufgrund dessen der Drehvorgang zu früh abgebrochen wird und es nicht zu einem ausreichenden Halt oder Kontakt kommt.It On the one hand, it may happen that mounting elements are screwed in too tightly be, and possibly a damaging one Undergoing deformation. On the other hand, it is possible that only a temporary Stiction between the bolting surfaces of the mounting element and its bolting partner, e.g. by a dirt particle, for a sufficient Torque ensures that the rotation is terminated too early and it does not come to a sufficient stop or contact.
Aufgabe der ErfindungTask of invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine haltbare Verschraubung ohne oder mit nur geringfügiger, bzw. definierter Verformung des Montageelements zu erreichen.The The object of the invention is a durable screw without or with only minor, or to achieve defined deformation of the mounting element.
Lösung der AufgabeSolution of task
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, ein Schraubwerkzeug vorzustellen, das neben einem Drehmomentmesser einen Winkelmesser umfasst, sodass nach Erreichen eines vorgegebenen Werts für das Drehmoment, des Drehmomentschwellwerts, das Schraubwerkzeug zusätzlich um einen definierten Winkel, der größer als 0 Grad ist, weitergedreht wird.The solution the task is to introduce a screwing tool, the in addition to a torque meter includes a protractor, so after reaching a predetermined value for the torque, the torque threshold, the Screwing tool additionally by a defined angle greater than 0 degrees, is rotated further.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren gelöst, das aus einer Abfolge von drehmomentkontrollierten und winkelkontrollierten Eindrehschritten besteht.The The object is further achieved by a method that consists of a sequence of consists of torque-controlled and angle-controlled insertion steps.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das erfindungsgemäße Schraubwerkzeug eine Verschraubung ermöglicht, bei der eine mögliche Verformung des Montageelements entweder gar nicht stattfindet, oder zumindest nicht von der Reibung zwischen den Verschraubungsflächen abhängt.One An essential advantage of the invention is that the screwing tool according to the invention allows a screw connection, at the one possible Deformation of the mounting element either does not take place, or at least not dependent on the friction between the Verschraubungsflächen.
Wenn das Montagelement zunächst nur bis zu einem Erreichen eines Drehmomentschwellwert gedreht wird, so kann durch geeignete Wahl dieses Schwellwerts sichergestellt werden, dass bei einer derartigen Anzugstärke das Montageelement nicht beeinträchtigt wird. Um jedoch eine ausreichende Fixierung des Montageelementes zu erreichen, wird das Montageelement noch um einen definierten und mit dem Winkelmesser kontrollierbaren Winkel weitergedreht. Dieser ist so gewählt, dass das zusätzliche Drehmoment, welches durch die Weiterdrehung um den Winkel ausgeübt wird, keine bzw. eine vorgegebene Verformung hervorruft, die die spätere Funktionsweise des Montageelements beeinträchtigt.If the mounting element is initially rotated only to reach a torque threshold, it can be ensured by a suitable choice of this threshold that the mounting element is not affected in such a suit strength. However, in order to achieve a sufficient fixation of the mounting element, the mounting element is still rotated by a defined and controllable angle with the protractor. This is chosen so that the addi torque, which is exerted by the further rotation by the angle, causes no or a predetermined deformation, which affects the subsequent functioning of the mounting element.
Das erfindungsgemäße Schraubwerkzeug kann als handgehaltenes Werkzeug ausgeführt sein, das über eine Drehmoment- und Winkelanzeige für einen Bediener verfügt. Es kann auch als vollautomatisches Werkzeug in einer Fertigungsstrasse eingesetzt werden oder als Werkzeugelement eines Roboters verwendet werden. Für den automati sierten Einsatz ist es günstig, wenn das Schraubwerkzeug über eine Schnittstelle verfügt, mittels derer der Drehmomentschwellwert und der definierte Drehwinkel eingebbar sind.The Screwing tool according to the invention can be designed as a hand-held tool that has a Torque and angle display for one Operator has. It can also be used as a fully automatic tool in a production line be used or used as a tool element of a robot become. For the automati cal use, it is beneficial if the screwing over a Interface has, by means of which the torque threshold and the defined rotation angle can be entered.
Vorteilhafter wird die Erfindung weitergebildet, indem das Schraubwerkzeug über eine Steuereinheit verfügt, die in Abhängigkeit von einem oder mehreren Drehmomentschwellwerten einen sukzessiven Ablauf von drehmoment- und winkelkontrolliertem Eindrehen erlaubt.Favorable The invention is further developed by the screwing over a Control unit has, the dependent one or more torque thresholds a successive Sequence of torque and angle controlled screwing allowed.
Der Vorteil des erfindungsgemäß beanspruchten Verfahrens liegt ebenfalls darin, dass ein Einschrauben ermöglicht wird, bei welchem eine feste Verschraubung erreicht und gleichzeitig das Montageelement schonend behandelt wird. Je nachdem, worum es sich bei dem Montageelement handelt, muss beispielsweise darauf geachtet werden, dass es nicht zu einer Torsion des Montageelements kommt oder dass die Schraubverbindung wieder lösbar ist.Of the Advantage of the invention claimed Method is also that a screwing is made possible in which a fixed screwing achieved while the Assembly element is treated gently. Depending on what it is For example, care must be taken when the mounting element is be that there is no torsion of the mounting element or that the screw is releasable again.
Um nur vorübergehende Störungen in dem drehmomentkontrollierten Einschraubvorgang zu verhindern, kann ein zusätzlicher Verfahrensschritt eingeführt werden. Dabei wird nach dem Anzug des Montageelements bis zu einem vorgegebenen Drehmoment die Verschraubung zunächst wieder gelöst, um anschließend die drehmomentkontrollierte Verschraubung nochmals durchzuführen.Around only temporary disorders to prevent in the torque-controlled screwing, can be an extra Step introduced become. This is after the suit of the mounting element up to a predetermined torque, the screw initially released again, then the perform torque-controlled screw again.
Beim Lösen werden die Verschraubungsflächen des Montageelements und seines Verschraubungspartners, also die Kontaktflächen der zu verschraubenden Elemente, geglättet.At the Be solved the bolting surfaces of the mounting element and its Verschraubungspartners, so the contact surfaces the elements to be screwed, smoothed.
Es kann sein, dass durch Schmutzpartikel zwischen den Verschraubungsflächen, eine Verkantung von Werkzeug zu Montageelement, einer Verhärtung des Schmiermittels oder anderer ungewünschter Einflüsse, bei der Verschraubung kurzzeitig ein Drehmoment entsteht, das den Schwellwert erreicht und den Abbruch des Verschraubungsvorgang auslöst. Es kommt in diesem Fall zu einem sogenannten „unechten" Ansteigen des Drehmoments.It may be due to dirt particles between the Verschraubungsflächen, a Tilting of tool to mounting element, hardening of the Lubricant or other undesirable influences the screw briefly creates a torque that reaches the threshold and triggers the termination of the screwing process. It comes in this case to a so-called "spurious" increase in torque.
Wird der Einschraubvorgang tatsächlich beendet, so ist die Verbindung möglicherweise nicht fest genug. Um dem entgegenzuwirken, werden die Verschraubungsflächen beim Lösen gegeneinander bewegt und die Verschraubung der nunmehr geglätteten Verschraubungsflächen erneut drehmomentkontrolliert durchgeführt.Becomes the screwing actually terminated, so the connection may be not tight enough. To counteract this, the Verschraubungsflächen the Loosen against each other and the screwing of the now smoothed Verschraubungsflächen again performed torque controlled.
Nach diesem Vorgang kann die Verschraubung um einen vorgegebenen Winkel weitergeführt werden, entweder um einen negativen Winkel, wodurch die Verschraubung wieder etwas gelockert wird, um einen positiven Winkel, entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren, oder um den Winkel 0 Grad, was einer rein drehmomentkontrollierten Einschraubung entspricht.To This process can the screw connection by a predetermined angle be continued, either by a negative angle, causing the screw connection again something is loosened to a positive angle, according to the above described method, or by the angle 0 degrees, which is a pure torque-controlled screwed corresponds.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft weitergebildet, indem die Lösung des Schraubvorgangs nur bis zu einem bestimmten zweiten unteren Schwellwert des Drehmoments vorgenommen wird. Mit dem zweiten Schwellwert kann sicher gestellt werden, dass die Lösung des Montagelements nicht vollständig erfolgt, sondern das Montageelement in Kontakt mit seinem Verschraubungspartner bleibt. Dadurch wird ein Verrutschen verhindert und ein Neuansetzen vermieden.The inventive method is advantageously developed by the solution of the screwing process only up to a certain second lower threshold torque is made. With the second threshold can be ensured be that solution of the mounting element is not complete takes place, but the mounting element in contact with his screwing remains. This prevents slipping and re-starting avoided.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, Zeichnungen sowie den Ansprüchen hervor.Further advantageous embodiments will become apparent from the following description, Drawings and the claims out.
Zeichnungendrawings
Es zeigt:It shows:
Ausführungsbeispieleembodiments
In
dem Diagramm sind mehrere Montagekurven
Die
Steigungen der eingezeichneten Montagekurven
Die
Montagelemente werden zunächst
nur bis zu einem Drehmomentschwellwert
Die
Streubreite der Montagewinkel
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