DE102006029556B4 - Test device for impulse wrench - Google Patents
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Abstract
Prüfvorrichtung für Impulsschrauber, wobei die Prüfeinrichtung einen durch den Impulsschrauber drehbaren Testschraubbolzen (1) aufweist, der in eine Schraubenmutter (3) eingeschraubt ist und mit seinem Bolzenkopf (2) an einer Anlagefläche (8) anliegt, wobei die Anlagefläche (8) des Testschraubbolzens (1) unter Zwischenschaltung einer Axialkraftmesszelle (5) und einer Vorspanneinrichtung gegenüber der Schraubenmutter (3) axial federnd vorgespannt ist, wobei die Vorspanneinrichtung eine konzentrisch zur Schraubenmutter (3) angeordnete, kreisringförmige Federscheibe (14) aufweist, die an mehreren, am Umfang verteilten Stützkörpern (15) an einer Stützplatte (7) abgestützt ist, und wobei die Stützkörper (15) mittels einer Verstelleinrichtung (16, 17) radial verstellbar sind.Test device for impulse wrenches, wherein the test device has a test bolt (1) rotatable by the impulse wrench, which is screwed into a nut (3) and abuts with its bolt head (2) against a contact surface (8), wherein the contact surface (8) of the test bolt (1) with the interposition of a Axialkraftmesszelle (5) and a biasing device relative to the nut (3) is resiliently biased, wherein the biasing means concentric with the nut (3) arranged, annular spring washer (14) which distributed at several circumferentially Support bodies (15) on a support plate (7) is supported, and wherein the support body (15) by means of an adjusting device (16, 17) are radially adjustable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für Impulsschrauber.The invention relates to a test device for impulse wrenches.
Die Leistung von konstant drehenden maschinenbetriebenen Schraubwerkzeugen, insbesondere Drehschraubern, wird ermittelt, indem das aufgebrachte Drehmoment gemessen wird. Für die Messung eines durch Drehschraubern aufgebrachten Drehmoments geeignete Messvorrichtungen sind beispielsweise aus
Im Gegensatz zu solchen konstant drehenden Schraubwerkzeugen wird das für den Schraubvorgang erforderliche Drehmoment bei Impulsschraubern dynamisch durch mehrere Drehmomentimpulse aufgebracht, die sich zu einer Vorspannkraft im Schraubverbund addieren. Diese sich dynamisch ändernden Drehmomentimpulse sind schwierig zu messen. Erschwerend kommt noch hinzu, dass die bei jedem Drehmomentimpuls zu beschleunigende Drehmasse die Übertragung der Energie wesentlich beeinflusst. Diese Drehmasse würde durch einen vorgesetzten Drehmomentaufnehmer zusätzlich verändert.In contrast to such constantly rotating screwdriving tools, the torque required for the screwdriving process is applied dynamically to impulse screwdrivers by means of several torque pulses which add up to a preload force in the screw connection. These dynamically changing torque pulses are difficult to measure. To make matters worse, that at each torque pulse to be accelerated rotating mass significantly influences the transmission of energy. This rotational mass would be additionally changed by a superior torque transducer.
In vielen Anwendungsfällen, insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen, muss sichergestellt sein, dass beim Anziehen der Schraubverbindung eine vorgegebene Vorspannkraft mit enger Toleranz eingehalten wird. Diese Bedingung lässt sich bei konstant drehenden Drehschraubern durch eine Drehmomentmessung zuverlässig erfüllen. Da dies bei Impulsschraubern aus den genannten Gründen nicht möglich ist, ist der Einsatzbereich von Impulsschraubern eingeschränkt und oftmals bei sicherheitsrelevanten Verschraubungen ausgeschlossen.In many applications, especially in safety-related areas, it must be ensured that when tightening the screw a predetermined preload force is maintained with close tolerance. This condition can be reliably fulfilled by a torque measurement in constantly rotating screwdrivers. Since this is not possible with impulse wrenches for the reasons mentioned above, the range of application of impulse wrenches is limited and often excluded in safety-relevant screwed connections.
Impulsschrauber haben aber gegenüber konstant drehenden Drehschraubern den Vorteil, dass das aufzubringende Drehmoment nicht von der Bedienungsperson aufgebracht werden muss, sondern sich dynamisch erzeugen lässt, wobei die Bedienungsperson entlastet wird. Daher besteht ein Bedürfnis, eine zuverlässige Prüfung von Impulsschraubern zu ermöglichen, um deren Einsatzbereiche zu erweitern.However, impulse wrenches have the advantage over constantly rotating rotary wrenches that the torque to be applied does not have to be applied by the operator, but can be generated dynamically, whereby the operator is relieved. Therefore, there is a need to enable a reliable testing of impulse wrenches to expand their applications.
Da eine Messung der an der Verschraubung erzeugten Vorspannkraft nicht unmittelbar möglich ist, ist man bestrebt, in einer gesonderten Prüfvorrichtung an einer Testschraubverbindung die erzeugte Vorspannkraft zu messen, um die Impulsfolge des Impulsschraubers so vorgeben zu können, dass auch beim praktischen Einsatz des Impulsschraubers jeweils diese vorgegebene Vorspannkraft erreicht wird.Since a measurement of the preload force generated at the screw connection is not immediately possible, it is endeavored to measure the preload force generated in a separate test device to a test screw to specify the pulse train of the impulse wrench so that even in practical use of the pulse wrench predetermined preload force is achieved.
In der Praxis wurde eine Vereinheitlichung des Prüfverfahrens dahingehend festgelegt, dass die zu erzielende Vorspannkraft zum einen nach einer Schraubendrehung von 60° und zum anderen nach einer Schraubendrehung von 360° erreicht wird. Dies macht es erforderlich, für beide Prüffälle Vorspanneinrichtungen mit unterschiedlicher Federsteifigkeit einzusetzen.In practice, a standardization of the test method was determined to the effect that the biasing force to be achieved on the one hand after a screw rotation of 60 ° and on the other hand after a screw rotation of 360 ° is achieved. This makes it necessary to use biasing devices with different spring stiffness for both test cases.
Eine weitere Forderung ist, Schrauben in einem Durchmesserbereich von z. B. M4–M16 prüfen zu können, wodurch der erforderliche Bereich der Federsteifigkeit erheblich erweitert wird.Another requirement is screws in a diameter range of z. B. M4-M16, whereby the required range of spring stiffness is greatly expanded.
Bei einer nicht zum vorbekannten Stand der Technik gehörenden Prüfvorrichtung der eingangs genannten Gattung werden für die Vorspanneinrichtung Tellerfedern verwendet, die unterschiedlich zu einem Federpaket zusammengesetzt werden oder einzeln eingesetzt werden, um die unterschiedliche Federsteifigkeit der Vorspanneinrichtung zu erreichen. Hierbei ist es aber erforderlich, für die beiden Prüfvorgänge entweder unterschiedliche Prüfvorrichtungen zu verwenden oder die Tellerfedern auszutauschen. Beide Maßnahmen sind mit erheblichem Aufwand verbunden und deshalb für die rasche und häufige Durchführung von Prüfungen für Impulsschrauber in der Fertigung nicht geeignet.In a not belonging to the prior art test device of the type mentioned cup springs are used for the biasing device, which are composed differently to a spring assembly or used individually to achieve the different spring stiffness of the biasing device. However, it is necessary to use either different test devices for the two test procedures or to replace the disc springs. Both measures are associated with considerable effort and therefore not suitable for the rapid and frequent implementation of tests for impulse wrenches in production.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Prüfvorrichtung so auszubilden, dass in rascher und einfacher Weise eine Umstellung zwischen verschiedenen Vorspannkräften ermöglicht wird, um sowohl die Umstellung zwischen den üblichen Testfällen mit 60° und 360° Schraubendrehung als auch die Umstellung auf verschiedene Schraubendurchmesser durchzuführen.The object of the invention is therefore to design a test apparatus so that in a quick and easy way, a change between different biasing forces is possible to perform both the changeover between the usual test cases with 60 ° and 360 ° screw rotation and the conversion to different screw diameter.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Prüfeinrichtung einen durch den Impulsschrauber drehbaren Testschraubbolzen aufweist, der in eine Schraubenmutter eingeschraubt ist und mit seinem Bolzenkopf an einer Anlagefläche anliegt, wobei die Anlagefläche des Testschraubbolzens unter Zwischenschaltung einer Axialkraftmesszelle und einer Vorspanneinrichtung gegenüber der Schraubenmutter axial federnd vorgespannt ist dass die Vorspanneinrichtung eine konzentrisch zur Schraubenmutter angeordnete kreisringförmige Federscheibe aufweist, die an mehreren, am Umfang verteilten Stützkörpern an einer Stützplatte abgestützt ist, und dass die Stützkörper mittels einer Verstelleinrichtung radial verstellbar sind.This object is achieved in that the test device has a rotatable by the impulse test screw, which is screwed into a nut and rests with its bolt head on a contact surface, the contact surface of the Testschraubbolzens with the interposition of a Axialkraftmesszelle and a biasing device relative to the nut axially resilient is biased that the biasing means comprises a concentric with the nut arranged annular spring washer which is supported on a plurality of circumferentially distributed support members on a support plate, and that the support body by means of an adjusting device are radially adjustable.
Die Federsteifigkeit der Federscheibe ist abhängig von der radialen Lage der Stützkörper und kann deshalb durch einfache radiale Verlagerung dieser Stützkörper leicht verändert werden, ohne dass hierfür ein Austausch von Federscheiben erforderlich ist. Die Umstellung zwischen den üblichen Testfällen mit 60° und 360° Schraubenumdrehung und die Umstellung auf unterschiedliche Schraubendurchmesser erfolgt daher durch einfache radiale Verlagerung der Stützkörper ohne sonstige Änderungen der Prüfvorrichtung.The spring stiffness of the spring washer is dependent on the radial position of the support body and can therefore be easily changed by simple radial displacement of this support body, without requiring an exchange of spring washers required. The changeover between the usual test cases with 60 ° and 360 ° screw rotation and the conversion to different screw diameter is therefore carried out by simple radial displacement of the support body without other changes in the tester.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federscheibe an ihrem inneren Scheibenrand fest mit der Anlagefläche des Bolzenkopfes verbunden ist und dass die die Stützkörper tragende Stützplatte mit der Schraubenmutter verbunden ist. Stattdessen ist es aber auch möglich, die die Stützkörper tragende Stützplatte mit der Anlagefläche des Bolzenkopfes und den inneren Scheibenrand mit der Schraubenmutter zu verbinden.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the spring washer is firmly connected at its inner edge of the disk with the contact surface of the bolt head and that the support plate carrying the support body is connected to the nut. Instead, it is also possible to connect the supporting body supporting the support plate with the contact surface of the bolt head and the inner edge of the disk with the nut.
Die im axialen Kraftfluss vorteilhafterweise zwischen der Stützplatte und der Schraubenmutter angeordnete Axialkraftmesszelle misst die jeweils erzielte Vorspannkraft.The axial force measuring cell, which is advantageously arranged between the support plate and the nut in the axial force flow, measures the respectively achieved preloading force.
Gemäß einer konstruktiv besonders vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass jeder Stützkörper an einem an der Stützplatte schwenkbar gelagerten Schwenkträger angeordnet ist und dass alle Schwenkträger mit einer gemeinsamen Schwenkverstelleinrichtung in Wirkverbindung stehen.According to a structurally particularly advantageous embodiment, it is provided that each support body is arranged on a pivotally mounted on the support plate pivot carrier and that all pivot carrier are in operative connection with a common pivoting adjustment.
Beispielsweise kann jeder Schwenkträger ein zweiarmiger Schwenkhebel sein, dessen einer Arm den Stützkörper trägt und dessen anderer Arm gelenkig mit einem gemeinsamen, die Schwenkverstelleinrichtung bildenden Drehring verbunden ist. Durch eine Verdrehung dieses Drehrings werden alle Schwenkhebel gleichmäßig geschwenkt, so dass die Stützkörper gleichmäßig radial verlagert werden.For example, each swivel support may be a two-armed pivot lever, one arm of which carries the support body and the other arm of which is pivotally connected to a common rotary ring forming the pivoting adjustment device. By a rotation of this rotary ring all pivot levers are pivoted uniformly, so that the support body are moved radially evenly.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the inventive concept are the subject of further subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment, which is shown in the drawing. Show it:
Die in der Zeichnung dargestellte Prüfvorrichtung weist einen Testschraubbolzen
Die Axialkraftmesszelle
Der Bolzenkopf
Über einen Stützzylinder
Die Stützplatte
Jeder Stützkörper
Eine gestellfest in einem Lager
Die mit Ihrer Ringscheibe
Über einen zentralen Drehmomentaufnehmer
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