DE10163287A1

DE10163287A1 - Method for testing nut-runners or power nut-tighteners by monitoring the quotient of increase in braking torque to increase in rotational angle, where said torque is applied to a shaft coupled to the tightener

Info

Publication number: DE10163287A1
Application number: DE2001163287
Authority: DE
Inventors: Volker Schatz
Original assignee: Schatz AG
Current assignee: Schatz De GmbH
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: DE10163287B4

Abstract

Method has the following steps: coupling of the drive of a nut-tightener to a shaft and activation of the tightener so that it rotates the shaft; application of a continuously increasing braking force to the shaft; measurement of the braking torque and the rotational position; control of the increase in braking torque until the quotient of the increase in torque and increase in position angle equals a constant value; and then, when a preset torque or angle is reached, reduction of the quotient to a second lower constant value. An Independent claim is included for a device for testing nut-runners or power nut-tighteners .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Kraftschraubern mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 3, wie aus DE 33 05 457 C2 bekannt. The invention relates to a method and a device for testing power wrenches with the features of the preamble of claim 1 or 3, as from DE 33 05 457 C2 known.

Von Kraftschraubern, d. h. Druckluft oder Elektroschraubern, die in Fertigungsbetrieben wie z. B. der Automobilindustrie in großen Stückzahlen und in verschiedenen Größen im Einsatz sind, wird gefordert, daß sie Schraubverbindungen auf ein vorgegebenes, zuverlässig reproduzierbares Anzugsdrehmoment festziehen. Vor dem Einsatz der neuen oder reparierten Kraftschrauber, sowie auch in regelmäßigen Wartungsintervallen muß geprüft werden, inwieweit und mit welcher Genauigkeit bzw. Wiederholbarkeit das Verhalten des Kraftschraubers beim tatsächlichen Anziehen einer Schraubverbindung den Sollwerten entspricht, und ob der Kraftschrauber nachjustiert oder repariert werden muß. Power wrenches, d. H. Compressed air or electric screwdrivers used in manufacturing plants such as B. the automotive industry in large quantities and in different sizes in Are used, it is required that they screw connections to a predetermined, tighten reliably reproducible tightening torque. Before using the new or repaired power wrenches, as well as at regular maintenance intervals must be checked to what extent and with what accuracy or repeatability the behavior of the Power wrench when actually tightening a screw connection to the target values corresponds, and whether the power wrench must be readjusted or repaired.

Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung gemäß DE 33 05 457 C2 ermöglichen eine derartige Prüfung von Kraftschraubern. Dabei wird eine an den Schrauber gekoppelte Welle mit gesteuert zunehmender Bremskraft gebremst und dadurch der Widerstand einer realen Schraubverbindung gegen das Festdrehen simuliert, und zwar im elastischen Bereich der Verformung der Schraubverbindung, in welchem die auf die Schraube wirkende Zugkraft (die dem ausgeübten Drehmoment entspricht) proportional ist zur Dehnung der Schraube (die ihrerseits proportional zum Drehwinkel ist). Durch Vorgabe unterschiedlicher Werte des Differenzenquotienten aus Drehmoment und Drehwinkel können unterschiedliche Arten von Schraubfällen simuliert werden, insbesondere Schraubverbindungen unterschiedlicher Härte. Es kann daher geprüft werden, ob der Kraftschrauber harte und weiche Schraubverbindungen, d. h. solche mit kurzem oder langem Schraubweg, zuverlässig auf das gleiche Enddrehmoment festzieht. Damit wird eine realitätsgerechte Prüfung des Schraubers ermöglicht. Für weitere Einzelheiten des bekannten Verfahrens bzw. der bekannten Vorrichtung, die auch für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind, wird auf die gesamte Offenbarung der Druckschrift DE 33 05 457 C2 verwiesen. The known method and the known device according to DE 33 05 457 C2 enable such a test of power wrenches. One gets to the screwdriver coupled shaft with controlled increasing braking force braked and thereby the Resistance of a real screw connection against tightening simulated, namely in elastic range of deformation of the screw connection, in which the on the screw acting tensile force (which corresponds to the torque applied) is proportional to Elongation of the screw (which in turn is proportional to the angle of rotation). By default different values of the difference quotient from torque and angle of rotation can different types of screwdriving cases are simulated, in particular Screw connections of different hardness. It can therefore be checked whether the power wrench is hard and soft screw connections, d. H. those with short or long screw paths, reliably tightens to the same final torque. This is a realistic Check the screwdriver. For further details of the known method or the known device, which are also of importance for the present invention, reference is made to the entire disclosure of the publication DE 33 05 457 C2.

Neben Kraftschraubern, die einen Schraubvorgang beenden, wenn ein vorgegebenes Anziehdrehmoment erreicht ist, gibt es auch sog. streckgrenzgesteuerte Kraftschrauber. Diese schalten dann ab, wenn die sog. Streckgrenze erreicht ist, d. h. am Ende des elastischen Verformungsbereichs der Schraubverbindung bzw. beim Übergang in den plastischen Verformungsbereich. An diesem Punkt bringt die Schraube ihre höchste Vorspannkraft auf, ohne daß die Bruchgefahr bereits erhöht ist. Eine exakt bis zur Streckgrenze festgezogene Schraube ist für viele Montagefälle optimal festgezogen. In addition to power wrenches, which end a screwing process when a predetermined one Tightening torque is reached, there are also so-called yield point controlled power wrenches. This switch off when the so-called yield point is reached, d. H. at the end of the elastic Deformation area of the screw connection or in the transition to plastic Deformation range. At this point, the screw will apply its maximum preload without that the risk of breakage is already increased. One tightened exactly to the yield point The screw is optimally tightened for many assembly cases.

Für die Erzeugung eines das Erreichen der Streckgrenze anzeigenden Abschaltsignals für den Kraftschrauber gibt es verschiedene Möglichkeiten. In der Regel ist der Kraftschrauber mit Mitteln zum Erfassen des Drehmoments und des Drehwinkels und zum Ermitteln der Steigung der Drehmoment-Drehwinkel-Kurve versehen. Diese Kurve hat, wie erwähnt, im elastischen Verformungsbereich eine konstante Steigung, bzw. einen konstanten Quotienten zwischen der Drehmomentzunahme ΔM und der Drehwinkelzunahme Δφ. Am oberen Ende des elastischen Verformungsbereiches zeigt eine deutliche Abnahme des Quotienten ΔM/Δφ den Übergang in den plastischen Bereich, und damit das Erreichen der Streckgrenze an. In der Regel wird das Erreichen der Streckgrenze angenommen, wenn die Steigung ΔM/Δφ auf die Hälfte des Maximalwertes zurückgegangen ist, und in Abhängigkeit davon wird ein Abschaltsignal erzeugt. Dies ist beispielsweise aus DE-23 36 896 A1 bekannt. Aus DE-27 13 099 C2 ist ein streckgrenzgesteuertes Anziehen einer Schraubverbindung bekannt, bei dem ein anstelle des Drehmomentes die Winkelgeschwindigkeit des Schraubers erfaßt wird, so daß ein Drehmomentsensor entbehrlich ist. Dabei wird die Tatsache ausgenützt, daß das vom Kraftschrauber aufgebrachte Drehmoment in einer ungefähr linearen Beziehung zur Winkelgeschwindigkeit des Kraftschraubers steht. For the generation of a switch-off signal for reaching the yield point there are various options for the power wrench. As a rule, the power wrench with means for detecting the torque and the angle of rotation and for determining the Provide slope of the torque-angle curve. This curve has, as mentioned, in elastic deformation range a constant slope, or a constant Quotients between the torque increase ΔM and the rotation angle increase Δφ. At the top The end of the elastic deformation range shows a clear decrease in the quotient ΔM / Δφ the transition into the plastic area, and thus the achievement of Yield point. Usually the yield point is assumed to be reached when the slope ΔM / Δφ has decreased to half the maximum value, and depending on it a shutdown signal is generated. This is known for example from DE-23 36 896 A1. Out DE-27 13 099 C2 is a yield point controlled tightening of a screw connection known in which the angular speed of the screwdriver instead of the torque is detected so that a torque sensor is unnecessary. The fact becomes exploited that the torque applied by the power wrench in an approximately linear Relation to the angular speed of the power wrench.

Die Erfassung des Punktes, bei dem der Differenzenquotient auf 50% seines maximalen Wertes abgenommen hat, ist nur eine von mehreren Möglichkeiten bzw. Konventionen, um den für das Abschalten des Kraftschraubers maßgeblichen Streckgrenzpunkt zu bestimmen bzw. festzulegen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß im Drehmoment-Drehwinkel- Diagramm eine Gerade gezogen wird, die parallel zum linearen Bereich der gemessenen Drehmoment-Drehwinkel-Kurve verläuft, gegenüber diesem aber um einen Winkelbetrag versetzt ist, der einer Dehnung von 0,2% entspricht. Der Schnittpunkt dieser Geraden mit der Drehmoment-Drehwinkel-Kurve wird als Streckgrenze definiert. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, die Schraubverbindung nach Erreichen des Endes des elastischen Bereiches um einen vorgegebenen Drehwinkel in den überelastischen Bereich hinein weiterzudrehen und den dabei erreichten Punkt als Streckgrenze zu definieren. The detection of the point at which the difference quotient reaches 50% of its maximum Has decreased in value, is just one of several ways or conventions to to determine the yield point that is decisive for switching off the power wrench or define. Another possibility is that in the torque angle of rotation Diagram is drawn a straight line parallel to the linear range of the measured Torque-rotation angle curve runs, but compared to this by an angular amount is offset, which corresponds to an elongation of 0.2%. The intersection of this line with the torque-angle curve is defined as the yield point. A third Possibility is the screw connection after reaching the end of the elastic Range by a predetermined angle of rotation into the overelastic range continue to rotate and define the point reached as a yield point.

Kraftschrauber, die gemäß einer dieser bekannten Methoden eine streckgrenzgesteuerte Abschaltung aufweisen, werden in zunehmendem Ausmaß in der Serienmontage eingesetzt. Es steht jedoch bisher kein Verfahren zur zuverlässigen Prüfung der Funktion derartiger streckgrenzgesteuerter Kraftschrauber zur Verfügung. Das aus DE 33 05 457 C2 bekannte Prüfverfahren und Prüfgerät kann nur den linearen Verlauf eines Schraubvorgangs im elastischen Bereich simulieren und ermöglicht deshalb keine Aussage darüber, ob ein streckgrenzgesteuerter Kraftschrauber zuverlässig beim Erreichen der Streckgrenze, die gemäß einer der vorstehend genannten Methoden definiert sein kann, abschaltet. Power wrench, which is a yield point controlled according to one of these known methods Shutdown, are increasingly used in series production. So far, however, there is no method for reliably testing the function of such yield point controlled power wrench available. The known from DE 33 05 457 C2 Test method and test device can only the linear course of a screwing process in simulate elastic range and therefore does not allow a statement about whether a Yield-wrench-controlled power wrench reliably when reaching the yield point, which is one of the methods mentioned above can be switched off.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das angegebene Verfahren und die angegebene Vorrichtung zum Prüfen von Kraftschraubern derart weiterzuentwickeln, daß auch die Prüfung des Abschaltverhaltens von streckgrenzgesteuerten Schraubern möglich ist. The invention has for its object the specified method and the specified Device for testing power wrenches to develop so that the Checking the switch-off behavior of yield point controlled screwdrivers is possible.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 und 3 angegeben. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung. The achievement of the object is specified in claims 1 and 3. The dependent claims relate to further advantageous features of inventive method or the inventive device.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die mechanischen Teile einer Vorrichtung zum Prüfen von Kraftschraubern, und in schematisch daran angeschlossenem Blockschaltbild die zugehörigen Auswerte- und Steuereinrichtungen; 1 is a perspective view of the mechanical parts of an apparatus for testing power wrenches, and schematically connected thereto block diagram of the associated evaluation and control equipment.

Fig. 2 ein typisches Drehmoment-Drehwinkeldiagramm beim Anziehen einer Schraubverbindung; Fig. 2 is a typical torque chart rotation angle when tightening a screw joint;

Fig. 3 ein Drehmoment-Drehwinkel-Diagramm, wie bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung erzeugt wird. Fig. 3 is a torque-angle of rotation diagram, such as is generated when applying the method according to the invention by the inventive testing device.

Gemäß Fig. 1 ist in Lagerböcken 3, die auf einer Grundplatte 1 befestigt sind, mittels Führungsstangen 5 ein Montageflansch 7 unverdrehbar längsverschieblich geführt. In einer Öffnung dieses Montageflansches 7 kann der jeweils zu prüfende Kraftschrauber 9 aufgenommen und z. B. mittels eines Spannfutters 11 unverdrehbar festgelegt werden. Die Abtriebswelle 13 des Kraftschraubers 9 wird durch einen Steckschlüsseleinsatz 15 mit einer Welle 17 gekoppelt, die in einem Lagerblock 19 auf der Grundplatte drehbar gelagert ist. Zum Bremsen der Welle 17 mit einer steuer- bzw. regelbaren Bremskraft sind jeweils zwei berührungslos wirkende Bremsen unterschiedlichen Typs vorgesehen, nämlich eine Magnetpulverbremse 21 und eine Elektromagnetbremse 23. Die Drehzahl der Welle 17 kann mit einem Drehzahlgeber 25 gemessen werden. In den Steckschlüsseleinsatz 15 ist ferner ein Meßwertaufnehmer 27 eingefügt und durch eine Lasche 29 mit der Grundplatte 1 drehfest verbunden, mit dem einerseits das momentan vom Kraftschrauber 9 auf die Welle 17 ausgeübte Drehmoment, und andererseits der momentane Drehwinkel des Steckschlüsseleinsatzes 15 und damit der Welle 17 gemessen werden kann. FIG. 1 is in bearing blocks 3, which are mounted on a base plate 1, non-rotatably guided longitudinally displaceably by means of guide rods 5, a mounting flange. 7 In an opening of this mounting flange 7 , the power wrench 9 to be tested can be received and z. B. can be set non-rotatably by means of a chuck 11 . The output shaft 13 of the power screwdriver 9 is coupled by a socket wrench insert 15 to a shaft 17 which is rotatably mounted in a bearing block 19 on the base plate. To brake the shaft 17 with a controllable or controllable braking force, two contactlessly acting brakes of different types are provided, namely a magnetic powder brake 21 and an electromagnetic brake 23 . The speed of the shaft 17 can be measured with a speed sensor 25 . In addition, a measuring transducer 27 is inserted into the socket wrench insert 15 and connected in a rotationally fixed manner by a tab 29 to the base plate 1 , with which, on the one hand, the torque currently exerted by the power screwdriver 9 on the shaft 17 and, on the other hand, the instantaneous angle of rotation of the socket wrench insert 15 and thus the shaft 17 can be measured.

Die Meßwerte für Drehwinkel, Drehmoment und gegebenenfalls Drehzahl werden, wie schematisch dargestellt, über geeignete Leitungen einem Rechner 31 zugeführt, der sowohl die Datenauswertung vornimmt als auch den Prüfablauf steuert. Falls der zu prüfende Kraftschrauber 9 je nach Fabrikat und Typ einen eigenen Reaktions-Drehmoment- Meßwertaufnehmer und/oder einen Drehwinkelgeber aufweist, können deren gerätintern erfaßte Meßdaten ebenfalls über einen Ausgang 33 dem Rechner 31 zugeführt und dort mit den am Prüfgerät gemessenen Werten verglichen werden. Der Rechner 31 ist mit einem Programmwählgerät 35 verbunden und kombiniert, an welchem z. B. mittels geeigneter Wählschalter, die mit einfach ablesbaren Symbolen versehen sein können, der jeweils zu prüfende Schraubfall, oder auch eine automatisch zu durchlaufende Folge von Schraubfällen, vorgegeben werden kann. Der Rechner 31 beaufschlagt ein Steuergerät 37, welches einerseits über einen Bremsregler 39 die Beaufschlagung einer oder beider Bremsen 21, 23 mit einer kontrolliert ansteigenden Bremskraft bewirkt, und andererseits das Inbetriebsetzen des Kraftschraubers 9 steuert, z. B. über eine Luftdruckschalt- und Steuereinrichtung 41, falls es sich um einen druckluftbetriebenen Kraftschrauber handelt. The measured values for angle of rotation, torque and, if applicable, rotational speed are, as shown schematically, fed via suitable lines to a computer 31 , which both undertakes the data evaluation and controls the test sequence. If, depending on the make and type, the power wrench 9 to be tested has its own reaction torque transducer and / or an angle encoder, the measurement data recorded internally in the device can also be fed to the computer 31 via an output 33 and compared there with the values measured on the test device. The computer 31 is connected and combined with a program selector 35 , on which, for. B. by means of suitable selector switches, which can be provided with easily readable symbols, the screwing case to be checked in each case, or also a sequence of screwing cases to be carried out automatically, can be predetermined. The computer 31 acts on a control unit 37 which, on the one hand, causes a controlled increasing braking force to be applied to one or both brakes 21 , 23 via a brake controller 39 , and on the other hand controls the start-up of the power wrench 9 , e.g. B. via an air pressure switching and control device 41 , if it is a pneumatic screwdriver.

Die vom Rechner erfaßten, verglichenen bzw. errechneten Werte werden einer Anzeigeeinheit 43 zugeführt, wo sie in geeigneter Weise angezeigt, ausgedruckt und/oder auf einem Bildschirm 45 grafisch dargestellt werden können. The values detected, compared or calculated by the computer are fed to a display unit 43 , where they can be displayed, printed out and / or graphically displayed on a screen 45 in a suitable manner.

Das vorstehend beschriebene Gerät dient zur möglichst realitätsgetreuen Simulierung einer vom Kraftschrauber festzuziehenden tatsächlichen Schraubverbindung. In Fig. 2 zeigt die Kurve A den typischen Verlauf des beim Festziehen einer Schraubverbindung aufzubringenden Drehmomentes M in Abhängigkeit vom Drehwinkel φ. Die Drehmoment- Drehwinkelkurve A beginnt mit einem flachen Anfangsbereich, der dann nach Durchlaufen des sog. Fügemomentes in einen Bereich mit linearem Anstieg übergeht, der sich durch einen konstanten Wert des Differenzenquotienten ΔM₁/Δφ zwischen Drehmomentzunahme und Drehwinkelzunahme auszeichnet, wie für einen beliebigen Punkt P₁ angegeben. Dieser Bereich entspricht der Dehnung der Schraube im elastischen Bereich. Am oberen Ende des linearen Bereichs nimmt die Steigung der Kurve, d. h. der Differenzenquotient wieder ab. Dies zeigt den Übergang in den Bereich nichtelastischer Verformung an. Es kann ein Punkt P₂ definiert werden, an welchem der Differenzenquotient ΔM₂/Δφ die Hälfte des Differenzenquotienten ΔM₁/Δφ im linearen Bereich beträgt. Dieser Punkt P₂ kann als Streckgrenze definiert werden, und die Abnahme des Differenzenquotienten auf z. B. 50% des maximalen Wertes kann als Kriterium für die Erzeugung des Abschaltsignals für das Abschalten des Kraftschraubers verwendet werden. Andere Möglichkeiten, die für das Abschalten maßgebliche Streckgrenze zu definieren bzw. zu ermitteln, sind oben erwähnt worden. The device described above is used for the most realistic simulation of an actual screw connection to be tightened by the power screwdriver. In FIG. 2, curve A shows the typical curve of the applied when tightening a screw joint torque M as a function of the rotational angle φ. The torque-angle curve A begins with a flat initial area, which then, after passing through the so-called joining torque, changes into an area with a linear increase, which is characterized by a constant value of the difference quotient ΔM ₁ / Δφ between the increase in torque and the increase in angle of rotation, as for any point P ₁ specified. This area corresponds to the elongation of the screw in the elastic area. The slope of the curve, ie the difference quotient, decreases again at the upper end of the linear range. This indicates the transition to the area of non-elastic deformation. A point P ₂ can be defined at which the difference quotient ΔM ₂ / Δφ is half of the difference quotient ΔM ₁ / Δφ in the linear range. This point P ₂ can be defined as the yield point, and the decrease in the difference quotient to z. B. 50% of the maximum value can be used as a criterion for the generation of the switch-off signal for switching off the power wrench. Other possibilities for defining or determining the yield point relevant for the shutdown have been mentioned above.

Die Kurve B in Fig. 2 gibt den Betrag des Differenzenquotienten ΔM₁/Δφ, d. h. der Steigung der Kurve A, an. Dieser hat über den linearen Bereich der Kurve A einen maximalen, mindestens annähernd konstanten Wert ΔM₁/Δφ, der zu 100% gesetzt wird. Am Ende des linearen Bereichs fällt die Kurve B wieder ab, wenn sie einen vorgegebenen Wert ΔM₂/Δφ erreicht hat, der z. B. 50% des Maximalwertes beträgt, ist die Streckgrenze gemäß obiger Definition erreicht, und der Kraftschrauber wird abgeschaltet. Curve B in FIG. 2 indicates the magnitude of the difference quotient ΔM ₁ / Δφ, ie the slope of curve A. This has a maximum, at least approximately constant value ΔM ₁ / Δφ over the linear region of curve A, which is set to 100%. At the end of the linear range, curve B drops again when it has reached a predetermined value ΔM ₂ / Δφ, which, for. B. is 50% of the maximum value, the yield point is reached as defined above, and the power wrench is switched off.

Bei dem erfindungsgemäßen Prüfgerät, wie in Fig. 1 gezeigt, wird durch gesteuerte Zunahme der von den Bremsen 21, 23 auf die Welle 17 ausgeübten Bremskraft ein Zusammenhang zwischen dem auf die Welle 17 wirkenden Drehmoment und dem Drehwinkel erzeugt, der den typischen Drehmoment-Drehwinkel-Verlauf für eine reale Schraubverbindung, wie er in Fig. 2 als Beispiel dargestellt ist, soweit simuliert, wie dies für die Prüfzwecke erforderlich ist. Fig. 3 zeigt einen Drehmoment-Drehwinkel-Verlauf, wie er in dem Prüfgerät gemäß Fig. 1 durch Steuerung der Bremskraft entsprechend einem im Rechner 31 bzw. Programmwählgerät 35 gespeicherten Programm erzeugt wird, und war speziell zum Zweck der Prüfung von Kraftschraubern mit streckgrenzgesteuerter Abschaltung. In the test device according to the invention, as shown in Fig. 1, a controlled increase in the braking force exerted by the brakes 21 , 23 on the shaft 17 creates a relationship between the torque acting on the shaft 17 and the angle of rotation, which is the typical torque angle of rotation Course for a real screw connection, as shown in Fig. 2 as an example, as far as simulated, as required for the test purposes. Fig. 3 shows a torque-rotation angle curve, as it is generated in the testing device according to Fig. 1 by controlling the braking force in accordance with a program stored in the computer 31 or program selector 35 , and was especially for the purpose of testing power wrenches with yield point controlled shutdown ,

Gemäß Fig. 3 wird zu Beginn des Prüfvorganges die Bremskraft derart gesteuert, daß das Drehmoment M einen konstanten Anstieg über den Drehwinkel φ mit einem konstanten ersten Wert des Differenzenquotienten ΔM₁/Δφ aufweist. Dies entspricht dem aus DE-33 05 457 C2 bekannten Verfahren. Bei Erreichen eines Punktes P_S erfolgt erfindungsgemäß eine Umschaltung der Steuerung der Bremskraft auf einen flacheren Anstieg, der einem zweiten, vorgegebenen Wert ΔM₂/Δφ des Differenzenquotienten entspricht. Der Umschaltpunkt P kann beispielsweise durch ein vorgegebenes Drehmoment M_S definiert sein, und/oder durch einen zugehörigen Drehwinkel φ_S. Der nach Durchlaufen des Punktes P_S geltende zweite Wert des Differenzenquotienten ΔM₂/Δφ kann ein vorgegebener Bruchteil, z. B. 50%, des ersten Wertes ΔM₁/Δφ sein. According to FIG. 3, the braking force is controlled at the beginning of the test process in such a way that the torque M has a constant increase over the angle of rotation φ with a constant first value of the difference quotient ΔM ₁ / Δφ. This corresponds to the method known from DE-33 05 457 C2. When a point P _S is reached, the control of the braking force is switched according to the invention to a flatter rise, which corresponds to a second, predetermined value ΔM ₂ / Δφ of the difference quotient. The switchover point P can be defined, for example, by a predetermined torque M _S and / or by an associated angle of rotation φ _S. The force after passing through the point P _S second value of the difference quotient .DELTA.M ₂ / Δφ, a predetermined fraction, eg. B. 50% of the first value ΔM ₁ / Δφ.

Durch Anwenden einer gemäß Fig. 3 gesteuerten Zunahme der Bremskraft kann geprüft werden, ob der zu prüfende Kraftschrauber die Änderung des Differenzenquotienten von ΔM₁/Δφ auf ΔM₂/Δφ erkennt und in Abhängigkeit davon den Schraubvorgang beendet. Damit kann zuverlässig getestet werden, ob der Kraftschrauber in einem realen Schraubfall, wie er durch Fig. 2 veranschaulicht wird, bei Erreichen der Streckgrenze abschalten würde. Beispielsweise wird ein ordnungsgemäß funktionierender Kraftschrauber nach Durchlaufen des die Streckgrenze simulierenden Punktes P_S an einem Punkt P_A abschalten. Das zu dem Abschaltpunkt P_A gehörende Abschalt-Drehmoment M_A und/oder der Winkel φ_A werden in dem Rechner 31 ermittelt, und der Schraubsimulationsfall kann mittels Anzeige 43, 45 dargestellt werden. Das errechnete Abschalt-Drehmoment M_A wird mit dem die Streckgrenze simulierenden Drehmoment M_S verglichen und die Abweichung im Vergleich mit vorher definierten Grenzwerten bewertet. Weicht das Abschalt-Drehmoment M_A des Schraubers zu stark von dem voreingestellten Drehmoment M_S (der simulierten Streckgrenze) ab und liegt außerhalb vorher definierter Grenzwerte, so liegt ein Fehler des geprüften Schraubers vor. Über die grafische Anzeige 43, 45 kann analysiert werden, welcher Art der Fehler ist. Liegt das Abschaltdrehmoment M_A innerhalb der vorher definierten Grenzen, so kann davon ausgegangen werden, daß der Schrauber ordnungsgemäß funktioniert und auch in einem realen Schraubfall bei Erreichen der Streckgrenze abschalten würde. By applying an increase in the braking force controlled according to FIG. 3, it can be checked whether the power wrench to be tested recognizes the change in the difference quotient from ΔM ₁ / Δφ to ΔM ₂ / Δφ and, depending on this, ends the screwing process. This makes it possible to reliably test whether the power wrench would switch off in a real screwdriving case, as illustrated by FIG. 2, when the yield point is reached. For example, a properly functioning power wrench will switch off at a point P _A after passing through the point P _S simulating the yield point. The belonging to the cut-off point P _A shut-off torque M _A and / or the angle φ _A are determined in the computer 31 and the display 43 by means of Schraubsimulationsfall can be represented 45th The calculated switch-off torque M _A is compared with the torque M _S simulating the yield point and the deviation is compared with previously defined limit values. If the switch-off torque M _{A of} the screwdriver deviates too much from the preset torque M _S (the simulated yield point) and is outside of previously defined limit values, the screwdriver under test has failed. The graphic display 43 , 45 can be used to analyze the type of error. If the switch-off torque M _{A is} within the previously defined limits, it can be assumed that the screwdriver is functioning properly and would also switch off in a real screwdriving case when the yield point is reached.

Bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren bzw. Prüfgerät können der erste Wert des Differenzenquotienten ΔM₁/Δφ, der zweite Wert ΔM₂/Δφ sowie die Lage des Umschaltpunktes P mit zugehörigem Drehmoment M_S bzw. Drehwinkel φ_S beliebig vorgegeben werden, um die in der Praxis auftretenden unterschiedlichen Schraubfälle zu simulieren und das Verhalten von Kraftschraubern für unterschiedliche Schraubfälle zu prüfen. Die Lage des die Streckgrenze simulierenden Umschaltpunktes P_S bzw. das dazugehörige Drehmoment M_S hingen vor allem von der Dimensionierung der Schraubverbindung ab, deren Festziehen mit dem erfndungsgemäßen Verfahren simuliert werden soll. Bei einer Schraubverbindung mit M10-Schraubern kann bei üblichen Reibwerten z. B. davon ausgegangen werden, daß die Schraube bei einem Anziehdrehmoment von ca. 70 Nm das Ende des elastischen Dehnungsbereichs erreicht. Dementsprechend würde man bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren für eine M10-Schraubverbindung das Drehmoment M_S auf 70 Nm vorgeben. In the test method or test device according to the invention, the first value of the difference quotient ΔM ₁ / Δφ, the second value ΔM ₂ / Δφ and the position of the switchover point P with associated torque M _S or angle of rotation φ _S can be specified as desired by the in practice to simulate occurring different screwing cases and to check the behavior of power screwdrivers for different screwing cases. The position of the changeover point P _S simulating the yield point or the associated torque M _S depended above all on the dimensioning of the screw connection, the tightening of which is to be simulated using the method according to the invention. In the case of a screw connection with M10 screwdrivers, with conventional friction values, e.g. B. it can be assumed that the screw reaches the end of the elastic expansion range at a tightening torque of approx. 70 Nm. Accordingly, the torque M _{S would be set} to 70 Nm in the test method according to the invention for an M10 screw connection.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So kann das Gerät statt der beschriebenen Kombination einer Magnetpulverbremse und einer Elektromagnetbremse auch nur eine einzige Bremse aufweisen. Die Zunahme der Bremskraft kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch so gesteuert werden, daß nicht nur einmal, sondern zweimal oder mehrmals eine Herabsetzung der Steigung der Drehmoment-Drehwinkel-Kurve erfolgt, d. h. daß vom ersten Wert ΔM₁/Δφ des Differenzenquotienten zuerst auf einen zweiten, kleineren Wert ΔM₂/Δφ und danach auf einen dritten, noch kleineren Wert ΔM₃/Δφ umgeschaltet wird, wobei dann erfaßt werden kann, ob das Abschalten des Kraftschraubers bereits bei Umschalten auf den zweiten Wert ΔM₂/Δφ oder erst beim erneuten Umschalten auf den dritten Wert ΔM₃/Δφ ausgelöst wird. The invention is not restricted to the details of the described embodiments. Thus, instead of the combination of a magnetic particle brake and an electromagnetic brake described, the device can also have only a single brake. The increase in braking force can also be controlled in the method according to the invention in such a way that the slope of the torque-rotation angle curve is not reduced only once, but twice or more, ie that from the first value ΔM ₁ / Δφ of the difference quotient first to a second , smaller value .DELTA.M ₂ / .DELTA..phi. and then to a third, even smaller value .DELTA.M ₃ / .DELTA..phi. is switched over, it being possible to determine whether the power wrench is switched off when the second value .DELTA.M ₂ / .DELTA..phi is triggered to the third value ΔM ₃ / Δφ.

Claims

1. Procedure for testing power wrenches, with the steps:
Coupling the output of a power screwdriver to a shaft and actuating the power screwdriver such that it rotates the shaft;
Exerting a continuously increasing braking force on the shaft such that the torque exerted by the power wrench to overcome the braking force increases continuously;
Detecting the torque applied to the shaft and the angle of rotation of the shaft;
Controlling the increase in the braking force such that the difference quotient between the increase in torque and the increase in the angle of rotation has a predeterminable constant first value;
characterized in that when a predetermined torque and / or angle of rotation is reached, the control of the increase in braking force is changed such that the difference quotient has a predeterminable constant second value which is less than the first value.

2. The method according to claim 1, characterized in that the second value of the difference quotient is between 30 and 70%, in particular approximately 50% of the first value.

3. Device for testing power wrenches,
with a rotatably mounted shaft ( 17 ) and means ( 15 ) for coupling the shaft ( 17 ) to the output ( 13 ) of a power wrench ( 9 );
a braking device ( 21 , 23 ) acting on the shaft ( 17 ); Means ( 27 ) for detecting the torque acting on the shaft ( 17 ) and the angle of rotation of the shaft;
and a control device ( 31 , 35 , 37 ) for controlling the braking force exerted by the braking device ( 21 , 23 ) in accordance with a predetermined program,
the program being set up so that in a first phase of a test process it controls an increase in the braking force which corresponds to an increase in the torque (M) over the angle of rotation (φ) according to a first, constant value of the difference quotient (ΔM ₁ / Δφ) .
characterized in that the program is set up in such a way that, when a predetermined torque (M _S ) and / or angle of rotation (φ _S ) is reached, it controls a smaller increase in the braking force in such a way that it increases the torque (M) as a function of the angle of rotation (φ) corresponds to a second, constant value of the difference quotient (ΔM ₂ / Δφ), which is smaller than the first value.

4. The device according to claim 3, characterized in that the second value (ΔM ₂ / Δφ) of the difference quotient between 30 and 70%, in particular approximately 50% of the first value (ΔM ₁ / Δφ).