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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messschraube (Messmittel) mit wenigstens einem Dehnungsmesstreifen zur direkten Messung der Vorspannkraft und mit der Fähigkeit, auch bei mehrfacher überelastischer Beanspruchung innerhalb der Messtoleranz die Vorspannkraft zu erfassen. Außerdem werden Interfaces, zum Empfangen und Senden von Prozessdaten zur Prozesssteuerung, und Vorrichtungen zur stochastischen Datenaufbereitung sowie zur Prozessbeurteilung bzw. Datensicherung offenbart. Diese sind geeignet zum autarken – ortsfesten oder ortsveränderlichen – Betrieb der Messschraube bei einer gleichzeitig zentral organisierten Datenverwaltung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Messmittel zur Steuerung von Schraubwerkzeugen zum vorspannkraftgenauen Abschluss von Verschraubungsprozessen und Messmittel zum Monitoring des Vorspannkraftverhaltens einer Verbindung über die Zeit.
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Messschrauben sind im Stand der Technik bekannt. Sie werden zur Vorspannkraftmessung im Verbindungselement und in den zu verbindenden Bauteilen verwendet. Diese Schrauben werden auch dazu verwendet, um das Setzverhalten in der zu messenden Verbindung zu beurteilen. Messschrauben gemäß dem Stand der Technik sind mit einem und mehreren Dehnungsmessstreifen (DMS) auf dem Markt. Im Folgenden ist, wegen der sprachlichen Vereinfachung, von nur einem DMS die Rede. Dies kann sich jedoch auch auf eine Brücke vom DMS, einen Array oder auf weitere Ausgestaltungen einer Vielzahl von DMS – in oder an einer Messschraube – beziehen.
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Der Arbeitsbereich dieser Messschrauben gemäß dem Stand der Technik reicht von 0% bis ca. 80% Vorspannkraft; das bedeutet, der Arbeitsbereich dieser Schrauben liegt ausschließlich im elastischen Arbeitsbereich (Proportionalbereich oder ”Hookescher Bereich”) der Messschraube. Ein präzises überelastisches Anziehen von Messschrauben ist im Stand der Technik nicht möglich. Unter überelastischem Anziehen wird dabei verstanden, dass die Messschraube beim Anziehen mindestens einmal mit einem so großen Drehmoment angezogen wurde, so das damit der elastische Arbeitsbereich der Messschraube verlassen (überschritten) wurde. Dies kann z. B. bei falscher Drehmomentberechnung oder bei einem zu niedrigeren Reibwert – in der Praxis im schlimmsten Fall auch unbeabsichtigt – passieren.
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Die Vorspannkraft wird bei Messschrauben direkt über die Längung der Schraube berechnet und ermittelt, wobei die Schraube bei einer vollständigen Entlastung innerhalb ihres spezifizierten Arbeitsbereiches – d. h. bei Verwendung ausschließlich im elastischen Arbeitsbereich – immer wieder auf ihre Ursprungslänge L0 zurückkehrt. Dabei ist die Schraube entweder fest mit einer Elektronik gekoppelt und mit dieser kalibriert oder der DMS ist für sich kalibriert und kompensiert. Wenn Messschrauben im Stand der Technik auch nur einmalig in den überelastischen Bereich gezogen werden, resultieren daraus erhebliche Fehlmessungen; der DMS kann sogar zerstört sein, da er außerhalb des spezifizierten Bereiches betrieben wurde. Die Folge sind in der Regel falsch gemessene (d. h. viel zu hohe) Vorspannkraftwerte. Im schlechtesten Fall weist die Verbindung keine Vorspannkraft auf und der DMS misst – durch die bleibende Längung des Messelementes – dennoch eine Vorspannkraft; dieses sollte verhindert werden.
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Im Stand der Technik gibt es keine Messschrauben, die es erlauben, mehrfach in den überelastischen Bereich zu gehen, die Verschleißgrenze zu erkennen und zu melden und/oder überhaupt im überelastischen Bereich noch mit hinreichender Genauigkeit zu messen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im Stand der Technik bekannten Nachteile wenigstens teilweise zu überwinden und eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem wenigstens einzelne der vorgenannten Nachteile des derzeitigen Standes der Technik wenigstens zum Teil gelöst bzw. verbessert werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 15. Ausführungsformen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Messschraube zur Messung der Vorspannkraft verfügt über einen modularen Aufbau, der es gestattet, unterschiedlichste Aufbauvarianten zu gestalten, um den unterschiedlichen Richtlinien- und Kundenanforderungen gerecht zu werden. Einige Beispiele hierzu sind die direkte Messung der Vorspannkraft zur Steuerung eines Schraubmontagesystems, die Messung des Setzverhaltens in der Verbindung, die wartungsbezogene Analyse einzelner Schrauben mit Vergleich der Betriebsdaten, die dynamische Untersuchung der Schraubenbelastung im Betriebszustand und die mehrfache Verwendung beim überelastischen Anziehen.
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Der in oder an der Messschraube angebrachte DMS ist so appliziert, dass Störgrößen wie z. B. Temperatur, Torsion und Biegebeanspruchung – je nach benötigten Einsatzkriterien – ausgeblendet oder kompensiert werden. Der DMS ist über Messleitungen mit einem Interface verbunden. Dieses Interface kann drahtgebunden implementiert sein (”Steckerschnittstelle”), drahtlos über Optik, über Funk und/oder über ein anderes elektromagnetisches Interface kommunizieren; insbesondere kann das Interface geeignet für ein Schreib/Lesegerät (sog. ”Tag Writer/Reader”) ausgelegt sein und/oder aus einer Vielzahl der genannten Interfaces (als Teil-Interfaces) aufgebaut sein. Das Interface kann standardisierte oder proprietäre Protokolle verwenden. Dieses Interface kann auf diese Weise die Signale – insbesondere die Schraubenlänge – direkt zu einer externen Messbrücke weiterleiten.
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In einer weiteren Ausführungsform werden die Signale an eine interne Signalerfassungseinheit weitergeleitet und von dieser zum sog. Betriebsdatenspeicher übermittelt. Der Betriebsdatenspeicher ist vorzugsweise an oder in unmittelbarer Nähe der Messschraube angeordnet. Er enthält spezifische Informationen zu dieser Messschraube, wie beispielsweise ihre Seriennummer, ihre Nulllänge im Auslieferungszustand, ihre Kalibrierfunktion, ihre Betriebsdauer, ihre klimatischen Umgebungsbedingungen, ihre Lastbedingungen, ihr Setzverhalten, ihr empfohlenes Wartungsintervall, sowie verwendetes Schmiermittel, Prozesstemperatur, Seriennummer der Schraube, Seriennummer der Applikation, Chargeninformationen zur Schraube oder deren Material, Monteurname, Umweltbedingungen, Typbezeichnung, Zeitstempel, Auslastungsgrad der Schraube, Anzahl der Verwendungen der Schraube, Zeitpunkt der nächsten fälligen Kalibrierung, Ursprungsnulllänge der Schraube, letzte erfasste Nulllänge der Schraube, Statusinformationen (z. B. ”bereit/in Arbeit/austauschen”), Materialstempel, Prüfhinweise, Prüfinstitut (Kalibrierlabor), Widerstandswert bei Erstauslieferung, Hersteller, Statistikwerte der erfassten Stichproben, etc. Weiterhin kann der Betriebsdatenspeicher statistische Informationen für eine Prozessfähigkeitsuntersuchung und eine Kennzeichnung (”Tag”) enthalten. Diese Daten werden üblicherweise als Prozess- und Kalibrierdaten bezeichnet. Darüber hinaus können charakteristische Daten desjenigen Gerätes gespeichert werden, welches das Anzugs-Drehmoment geliefert hat (sog. ”Anzugsgerät”). Diese Daten können z. B. Verschraubungsparameter, Auslastung nach Berechnung und/oder weitere Verfahren und Prozessdaten beinhalten.
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Wird die Messschraube über ein (weiteres) Interface mit einer Prozesssteuerung verbunden, übernimmt dieses auch die Signalverarbeitung. Dabei werden die Messsignale des DMS weitergeleitet und übergeordnet verarbeitet und bewertet; die Prozessergebnisse werden an den Betriebsdatenspeicher insbesondere mit einer Kennzeichnung (”Tag”) übertragen. Wird die Schraube nur im elastischen Arbeitsbereich verwendet, kann auf eine Speicherung im Betriebsdatenspeicher verzichtet werden. Für eine Verwendung im überelastischen Bereich wird erfindungsgemäß ein neuartiges Verfahren verwendet, um die Messgenauigkeit sicherzustellen und zu erhalten.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden im ersten Schritt die Prozess- und Kalibrierdaten vom Betriebsdatenspeicher, zusammen mit dem Tag, geladen. Der Betriebsdatenspeicher erhält über eine Schnittstelle – z. B. mittels eines externen Schreib/Lesegeräts – die Information, dass ein weiterer Anzugsprozess erfolgt, und blockiert eine erneute Übertragung, bis der Abschluss des Anzugsprozess mit dessen Prozessdaten übermittelt wurde. Dies erfolgt insbesondere durch das genannte Schreib/Lesegerät, vorzugsweise in einem Handshake-Verfahren. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kalibrierfunktion im Falle eines überelastischen Anzugs stets mit dem jeweiligen Betriebspunkt korrekt abgestimmt ist. Dazu werden die bei einer vorhergegangenen Montage ermittelten Prozess- und Kalibrierdaten zum einen bei der aktuellen Montage für die Prozesssteuerung genutzt, zum anderen dienen diese als Basis für die neu zu ermittelnden Daten. So kann beispielsweise eine neue, bei der letzten Montage ermittelte, Nulllänge als Basis verwendet werden. Es kann auch ein (im Vergleich zur vorhergegangenen Montage) verändertes Drehmoment herangezogen werden. Es können auch verschiedene statistische Auswertungen der Prozess- und Kalibrierdaten vorgenommen werden, insbesondere in Hinblick auf die erforderliche Vorspannkraft dieser Messschraube. Die Daten dieser statistischen Auswertungen können in den Betriebsdatenspeicher der Schraube geschrieben werden. Die statistischen Auswertungen und die Neu-Kalibrierungen können insbesondere in Verbindung mit Kennlinienfeldern vorgenommen werden, die für einen bestimmten Typ von Messschrauben, eine bestimmte Legierung, eine bestimmte Serie, etc. gewonnen wurden.
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Der Speicher der Messschraube (Betriebsdatenspeicher) trägt die Information, ob die Messschraube im Anzugsprozess, im verspannten Betrieb oder im gelösten Zustand ist. In einer weiteren Ausführungsform kann diese Information aber auch in einem anderen Speicher abgelegt sein, entweder als Kopie (die dann zum Betriebsdatenspeicher kohärent gehalten wird) oder nur in diesem Speicher. Mittels mindestens eines Teils der gespeicherten Daten kann auch beurteilt werden, ob ein kritischer Verschleiß vorliegt und ob daher die Messschraube aussortiert werden muss.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren werden in einem ersten Schritt Prozessdaten übertragen. Insbesondere wird die Seriennummer der Messschraube, ihre Kalibrierfunktion, ihr Status und ihre Verfügbarkeit für einen neuen Prozess geladen. Im nächsten Schritt wird die Schraube über den Betriebsdatenspeicher für den geplanten Montageprozess in den Zustand ”Anziehen” (”Anzugsmodus”) geschaltet. Die Prozesssteuerung führt anschließend den Montageprozess durch und nutzt die übermittelten Daten der Messschraube als Steuer- oder als Kontrollgröße. Der Montageprozess besteht in dem Eindrehen der Messschraube in ein bestimmungsgemäßes Gewinde. Die Prozess- und Kalibrierdaten dienen dazu, in jeder Phase des Montageprozesses zum einen das korrekte Drehmoment zu liefern und zum andern, um die Prozessdaten messen und – unter Verwendung der gespeicherten (”ersten”) Prozess- und Kalibrierdaten – bewerten zu können. Die während des Montageprozesses ermittelten (”zweiten”) Prozess- und Kalibrierdaten werden, insbesondere in einem Prozessdatenspeicher, zwischengespeichert (und am Ende der Montage in den Betriebsdatenspeicher übertragen). Der erfindungsgemäße Montageprozesses dient also sowohl zur direkten Messung der Vorspannkraft als auch dazu, um die aktuellen Prozess- und Kalibrierdaten der Messschraube selbst zu ermitteln. Das Ermitteln der Prozess- und Kalibrierdaten kann durch Auswertung der vom DMS gemessenen Daten geschehen, durch Auswertung der Daten vom Anzugsgerät, durch weitere Daten vom Werkstück, beispielsweise durch Auswertung von Torsionsmustern mittels polarisiertem Licht, und/oder durch Messung weiterer Daten – z. B. Temperatur oder weitere Daten der Umgebung – erfolgen.
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Des Weiteren können diese Prozess- und Kalibrierdaten vorteilhafterweise für die Ermittlung der Prozessfähigkeitsanalyse verwendet werden.
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Im nächsten Schritt, d. h. nach Abschluss des Montageprozesses, werden mittels der Prozesssteuerung die neuen Prozessdaten an den Betriebsdatenspeicher übertragen. Dabei wird insbesondere der Montagezähler hochgesetzt, Montageparameter übermittelt, Umweltparameter übermittelt und der Betriebsparameter auf den Zustand ”verspannt” gesetzt.
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Prozessdatenspeicher und Betriebsdatenspeicher können an räumlich verschiedenen Orten oder am gleichen Ort implementiert sein. So kann sich der Betriebsdatenspeicher auf der Schraube selbst befinden und der Prozessdatenspeicher bei der Prozesssteuerung. Es können jedoch in einer Ausführungsform beide Speicher an, auf oder unmittelbar neben der Schraube angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform können beide Speicher an einem entfernten Ort angeordnet sein; die Schraube trägt dann eine Kennung, mittels derer sie eindeutig identifizierbar ist. Für das erfindungsgemäße Verfahren kann außerdem ein Hintergrundspeicher verwendet werden, beispielsweise zur Erstellung einer Historie dieser Messschraube oder auch zu statistischen Auswertungen dieser Schraube und/oder zu statistischen Auswertungen einer Menge von Schrauben. Dazu können auch weitere Daten zur Herstellung der Messschraube gespeichert und berücksichtigt werden, wie z. B. Hersteller, Datum der Herstellung, Besonderheiten der Legierung und weitere Daten, die der Fachmann als wesentlich für derartige Schrauben kennt. Der entfernte Speicherort kann auch als Cloud implementiert sein. In einer Ausführungsform kann das Interface der Messschraube auch direkt mit dem DMS verbunden sein.
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Die Prozess- und Kalibrierdaten im Betriebsdatenspeicher und/oder im Prozessdatenspeicher und/oder im Hintergrundspeicher können mittels Redundanzcodes – z. B. mittels Paritätsbits (parity bits) – gesichert werden. Die genannten Typen von Speichern können auch mittels kryptographischer Methoden gesichert, z. B. verschlüsselt sein, insbesondere um Manipulationen zu erkennen und/oder mit hoher Sicherheit auszuschließen. Die Übertragung zwischen den genannten Typen von Speichern kann mittels Redundanzcodes und/oder mittels kryptographischer Methoden gesichert werden, beispielsweise mittels Zyklischer Redundanzprüfung (cyclic redundancy check, CRC) oder mittels Einweg-Hash-Funktionen (z. B. Secure Hash Algorithm). Bei Feststellung eines Fehlers im Speicher kann dieser gemeldet und/oder korrigiert und/oder eine neue Übertragung angestoßen werden.
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Für eine Kontrolle der Schraube kann beispielsweise die Methode der Längenmessung oder die Methode der Weiterdrehmomentmessung angewendet werden. Die Methoden der Längenmessung von Messschrauben und der Weiterdrehmomentmessung sind dem Fachmann bekannt. Für die Weiterdrehmomentmessung muss die Messschraube allerdings über den Prozessdatenspeicher und mittels der Prozesssteuerung auf ”Weiterdrehmomentmessung” gesetzt werden, da im Montageprozess ansonsten eine unzulässig hohe Betriebskraft erfasst wird und der Prozess falsch analysiert wird. Im nächsten Schritt, d. h. nach Abschluss der ”Weiterdrehmomentmessung” wird die Messschraube über den Prozessdatenspeicher und mittels der Prozesssteuerung auf den Zustand ”verspannt” gesetzt.
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Im nächsten Schritt, d. h. nach dem Lösen der Schraubverbindung, wird der Prozessdatenspeicher auf den Zustand ”Schraube entspannt” gesetzt. In diesem Zustand erfolgen die Überprüfung der Nulllänge der Messschraube und die Analyse ihrer Verschleißgrenze. Sollte die Prozesssteuerung eine unzulässige Nulllänge der Schraube ermitteln, ist die Schraube auszusortieren. Eine unzulässige Nulllänge liegt dann vor, wenn die Messschraube im Zustand ”Schraube entspannt” eine größere Nulllänge als unmittelbar nach der Herstellung (plus einem definierten Toleranzbereich) aufweist. In diesem Fall wird in den Prozessdatenspeicher eine Information ”Verschleißgrenze erreicht” eingetragen. Die Information ”Verschleißgrenze erreicht” kann auch dann eingetragen werden, wenn andere Einschränkungen gemessen oder erreicht werden. Derartige Einschränkungen können die Überschreitung eines bestimmten Alters der Schraube, Überschreitung einer bestimmten Temperatur, eine Abnutzung des Gewindes etc. sein. Die Information ”Verschleißgrenze erreicht” kann aber auch manuell eingetragen werden. Wenn die Information ”Verschleißgrenze erreicht” in den Speicher eingetragen ist, dann kann diese Schraube für weitere Messungen und ihre weitere bestimmungsgemäße Verwendung gesperrt werden; die Messschraube muss dann ausgetauscht werden. Es können aber auch – stattdessen oder zusätzlich – Wartungsinformationen erzeugt werden, mittels derer die Schraube weiter analysiert und/oder gegebenenfalls restauriert werden kann.
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Erst nachdem eine Sequenz gültig abgeschlossen ist (Zustand ”abgeschlossen”), kann eine neue Sequenz mit dieser Messschraube durchgeführt werden.
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Es ist möglich, dass die Montage inkorrekt abgeschlossen wurde. Dies kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, dass nach Ablauf einer Zeitschranke (Timeout) der Zustand ”abgeschlossen” noch nicht erreicht wurde. In einem solchen Fall kann – z. B. abhängig vom aktuellen Zustand – entweder die Schraube demontiert werden, oder es kann sofort mit dem ersten Schritt (d. h. Laden der Prozess- und Kalibrierdaten vom Betriebsdatenspeicher) fortgefahren werden.
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Die Daten- und Energieübertragung zu und vom Betriebsdatenspeicher und von und zu der internen Signalverarbeitung kann kabelgebunden, drahtlos – z. B. optisch oder mittels elektromagnetischer Felder – erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Messschraube eine eigene Energieversorgung tragen und über weitere Distanzen über drahtlos – z. B. optisch oder über ein Funkprotokoll – Prozessdaten übermitteln. Diese Bauform wird vorzugsweise bei sehr großen Schrauben eingesetzt.
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In einer weiteren Ausführungsform werden die Signale an eine externe Signalerfassungseinheit weitergeleitet und von dieser zum Betriebsdatenspeicher übermittelt. Auf diese Weise werden die Messdaten des DMS erfasst und verarbeitet. Da eine externe Signalerfassungseinheit in der Regel mehr Bauraum zur Verfügung hat, können hier noch größere Distanzen für die Datenübermittlung zur Prozesssteuerung überwunden werden. Die Prozesssteuerung kann somit – insbesondere kabellos – einen Montageprozess direkt durch Verwendung der Messdaten der Messschraube steuern oder überwachen. Weiterhin können diese Daten vorteilhafterweise für einen Prozessfähigkeitsnachweis verwendet werden. Dazu werden die Daten statistisch über die Prozesssteuerung ausgewertet und damit der Fähigkeitsnachweis erbracht.
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Eine erfindungsgemäße Messschraube weist also eine adaptive Elektronikeinheit auf, welche die Kalibrierung des Messelementes berücksichtigt, im ersten Schritt die Prozessdaten der Schraube lädt und im Folgeschritt die Berechnung des Verspannungszustands der Schraube ermittelt, auf Verschleiß prüft und die Daten an übergeordnete Leit- oder Analysesysteme meldet. Im Stand der Technik erlauben es der Einbauraum oder die Kosten oft nicht, derzeit verfügbare Lösungen einzusetzen. Adaptive Elektronikeinheiten, welche für sich kalibriert sind, ermöglichen hingegen eine wirtschaftliche Lösung.
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Weiterhin erlaubt eine erfindungsgemäße Messschraube die Nachmessung der Montagevorspannkraft im Wartungsintervall; dies geschieht mittels automatisierten Vergleichs des letzten Schraubprotokolls mit einen Schraubmontagesystem. Damit können außerdem Verluste der Montagevorspannkraft – direkt und stochastisch beurteilt – analysiert werden und damit, gekoppelt zu einem Schraubprozess, vorteilhafterweise als kalibrierbares Messmittel dienen. Darüber hinaus kann eine erfindungsgemäße Messschraube die Erreichung einer kritischen Größe der auftretenden Betriebskräfte erkennen und melden und damit eine Überbelastung verhindern.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung bietet noch eine Reihe von weiteren Vorteilen:
- • Erfindungsgemäße Systeme können ein- oder mehrfach überelastisch die Vorspannkraft messen.
- • Derartige Systeme sind in der Lage, ihre Verschleißgrenze bei Mehrfachgebrauch zu melden.
- • Erfindungsgemäße Systeme sind in der Lage, als Steuergröße bis in den überelastischen Bereich ein Schraubmontagesystem präzise zu steuern.
- • Die Systeme sind in der Lage, die Häufigkeit ihrer Verwendung zu melden.
- • Die Systeme sind in der Lage, ihre Messprozesse entsprechend der Betriebsart anzupassen und nachzuregeln.
- • Die Systeme sind in der Lage, Unstimmigkeiten zwischen Schraubmontagesystem und Messschraube zu erkennen und zu speichern.
- • Die Systeme weisen mehrere Schnittstellen (Interfaces) für die Prozessdaten auf, und können somit selbstständig – in Verbindung mit einem Schraubmontagesystem sogar direkt am Einsatzort – dem Anwender melden, dass stochastisch erkennbare Auffälligkeiten vorliegen.
- • Es können Wartungsintervallmeldungen abgeleitet werden, welche sich durch einen untypischen Verlauf bereits vor dem Erreichen eines Schwellmomentes bemerkbar machen.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
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1a in einer schematischen, Teilschnitt-Ansicht eine erfindungsgemäße Messschraube mit wenigstens einem Dehnungsmessstreifen, einem Betriebsdatenspeicher und einer Steckerschnittstelle;
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1b eine erfindungsgemäße Messschraube nach 1a von oben;
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2 eine erfindungsgemäße Messschraube in perspektivischer Ansicht, mit einer Vorrichtung zur Prozesssteuerung;
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3 eine erfindungsgemäße Messschraube nach 2 mit einem Schreib/Lesegerät;
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4 eine erfindungsgemäße Messschraube nach 2 mit einer Funkdatenstrecke;
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In 1a wird eine Messschraube 1 mit wenigstens einem Dehnungsmessstreifen 2 zur Messung der Längung in einem Messabschnitt der Schraube 1 dargestellt. Die Messschraube 1 verfügt außerdem über eine (nicht dargestellte) interne Signalverarbeitung zur Verarbeitung der Messsignale. Mittels eines Betriebsdatenspeichers 4 werden die Prozessinformationen der Messschraube 1 gespeichert und für die interne Signalverarbeitung zur Verfügung gestellt. In dem Betriebsdatenspeicher 4 werden die Prozessdaten der Messschraube 1 – z. B. Kalibrierfunktion, Anzahl der Anzugsvorgänge, Temperaturinformationen, Anzugsniveau sowie Anzugsprozessparameter – gespeichert. Diese können an andere Speicher und Prozesssteuerung weitergeleitet werden und/oder es können mit diesen Prozessinformationen ausgetauscht werden. Der Betriebsdatenspeicher 4 kann als Transponder- beispielsweise als Radio Frequency Identification(RFID)-implementiert sein.
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1b zeigt die Messschraube 1 in einer schematischen Ansicht von oben. Dabei sind deutlich der Betriebsdatenspeicher 4 und die Steckerschnittstelle (kabelgebundenes Interface) 2 zu erkennen, die in dieser Ausführungsform in die Messschraube 1 integriert sind.
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In der Ausführungsform von 2 ist eine Messschraube 1 mit einer Vorrichtung zur Prozesssteuerung 6 dargestellt. Die Messschraube 1 ist mit der Prozesssteuerung 6 über ein Messkabel 5 verbunden. In dieser Ausführungsform werden zumindest einige der Prozessinformationen zur Steuerung des Anzugsprozesses von der Messschraube 1 an die Prozesssteuerung 6 übermittelt. Die Prozesssteuerung sendet nach Abschluss des Montageprozesses die Information zum Prozessdatenspeicher 4 und schließt den Prozess damit ab. Erst nach einer gültig abgeschlossenen Sequenz kann eine neue Sequenz mit dieser Messschraube durchgeführt werden.
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Wie in 3 ersichtlich, erfolgt hier über die Messleitung 5 nur die Übertragung der DMS-Messsignale. Die Signalverarbeitung in der Prozesssteuerung 6 wertet die Messsignale der DMS aus, und das Lesen sowie Schreiben des Prozessdatenspeichers 4 erfolgt nur über den Tag-Writer/Reader 11, über die Tag-Datenübertragungsstrecke 12. Diese Anschlussvariante wird dann angewendet, wenn es sich um kleine Messschrauben handelt und nicht genügend Platz für die Signalverarbeitung und die Energieversorgung innerhalb der Messschraube gegeben ist.
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4 zeigt eine Anschlussvariante der Messschraube 1, bei welcher die Tag-Datenübertragungsstrecke 7 unmittelbar am Betriebsdatenspeicher 4 erfolgt. Der DMS 2 der Messschraube 1 wird dabei mittels der Steckerschnittstelle 3 mit der externen Signalerfassungseinheit 8 verbunden und ausgewertet. Das Verfahren bezüglich der Messschraubenverwaltung erfolgt analog zu den anderen Figuren. Die Funkdatenstrecke 10 zur Prozesssteuerung 9 kann hier die Prozessdaten jedoch über deutlich weitere Distanzen übertragen als bei anderen Anschlussvarianten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Messschraube
- 2
- Dehnungsmessstreifen
- 3
- Steckerschnittstelle (Interface)
- 4
- Betriebsdatenspeicher (mit Tag)
- 5
- Messkabel
- 6
- Prozesssteuerung (mit Prozessdatenspeicher)
- 7
- Datenübertragungsstrecke
- 8
- Signalerfassungseinheit
- 9
- Prozesssteuerung (mit Prozessdatenspeicher)
- 10
- Funkdatenstrecke
- 11
- Schreib/Lesegerät (Tag Writer/Reader)
- 12
- Tag-Datenübertragungsstrecke
- 13
- Anschlussleitung Schreib/Lesegerät (Tag Reader)
