DE102021114818A1

DE102021114818A1 - Verfahren zur Überwachung eines Einschraubvorgangs einer Schraube

Info

Publication number: DE102021114818A1
Application number: DE102021114818.9A
Authority: DE
Inventors: Robert Weinmann; Martin Mang; Thomas Weirauch; Matthias Kobler; Christian Jarisch
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Einschraubvorgangs (1) einer Schraube (2), bei welchem die Schraube (2) mit wenigstens einem Drehmoment (3) beaufschlagt wird, wodurch die Schraube (2) in das Gewindeelement (6) eingeschraubt wird, wobei mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (10) jeweilige Drehmomentwerte (11) des Drehmoments (3), welche jeweiligen Winkelwerten (12) des Drehwinkels (4) zugeordnet sind, mit wenigstens einem jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten (12) zugeordneten oberen Schwellenwert (13) des Drehmoments (3) und mit wenigstens einem jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten (12) zugeordneten unteren Schwellenwert (14) des Drehmoments (3) verglichen werden, wobei der jeweilige obere Schwellenwert (13) mittels Multiplikation (18) von einem jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten (12) zugeordneten Referenzwert (19) des Drehmoments (3) und einem ersten Toleranzfaktor (20) berechnet wird und der jeweilige untere Schwellenwert (14) mittels Multiplikation (21) von dem jeweiligen Referenzwert (19) und einem zweiten Toleranzfaktor (22) berechnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Einschraubvorgangs einer Schraube gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die DE 199 62 967 B4 offenbart ein Verfahren zur Überwachung von Fertigungsprozessen, bei dem aufgenommene Messwerte mit Prozessgrenzen verglichen werden und bei Überschreitung der Prozessgrenzen ein entsprechendes Fehlersignal mitgeteilt wird, wobei in einer Testphase oder Einlernphase die Prozessgrenzen mittels mindestens einer Hüllkurve festgelegt werden. Die mindestens eine Hüllkurve wird aus den Standardabweichungen von in vorgegebenen Zeitabständen abgetasteten Messsignalen gebildet, die zu mehreren, nacheinander in der Testphase oder Einlaufphase ablaufenden Fertigungsprozessen gehören.
Des Weiteren ist der DE 43 16 332 A1 eine Schraubvorrichtung mit Mitteln zur Erfassung des Drehmoments, mit Mitteln zur Erfassung des Drehwinkels und/oder seiner zeitlichen Ableitungen während des Schraubvorgangs und mit Mitteln zur Speicherung von Sollwerten von Drehmomenten in Abhängigkeit vom Drehwinkel und/oder seiner zeitlichen Ableitungen sowie zur Speicherung von Toleranzwerten (Toleranzfenster) in Abweichung von den Sollwerten als bekannt zu entnehmen. Die Schraubvorrichtung weist Mittel zum Vergleich der während des Schraubvorgangs erfassten Werte mit vorgegebenen Sollwerten im Echtzeitverfahren, Mittel zur Erzeugung von zumindest einem Signal bei der Abweichung der Sollwerte von den erfassten Werten außerhalb der Toleranzen und Mittel zur Auslösung einer geeigneten Maßnahme nach Erzeugung eines der genannten Signale auf.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung eines Einschraubvorgangs einer Schraube zu schaffen, bei welchem der Einschraubvorgang besonders vorteilhaft überwacht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Überwachung eines Einschraubvorgangs einer Schraube mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Einschraubvorgangs einer Schraube, bei welchem die Schraube mit wenigstens einem Drehmoment beaufschlagt wird und dadurch um einen Drehwinkel um eine Mittelachse der Schraube relativ zu einem Gewindeelement verdreht wird, wodurch die Schraube in das Gewindeelement eingeschraubt wird. Die Schraube kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, wenigstens zwei Bauelemente mittels Verschrauben miteinander zu verbinden. Dabei kann die Schraube in jeweilige Gewindeelemente der Bauelemente beziehungsweise in ein Gewindeelement eines der Bauelemente eingeschraubt werden. Beispielweise bilden die Bauelemente und die Schraube eine Schraubverbindung. Unter der Mittelachse der Schraube kann insbesondere eine Längsachse der Schraube verstanden werden. Ein Verlauf des Drehmoments beim Einschrauben der Schraube in Abhängigkeit vom Drehwinkel kann insbesondere als Drehmomentverlauf oder Schraubverlauf bezeichnet werden. Beispielweise wird für das Einschrauben wenigstens ein Werkzeug verwendet, mittels welchem die Schraube von dem Drehmoment beaufschlagt wird.
Mittels einer elektronischen Recheneinrichtung werden jeweilige Drehmomentwerte des Drehmoments, welche jeweiligen Winkelwerten des Drehwinkels zugeordnet sind, mit wenigstens einem jeweiligen, den jeweiligen Winkelwerten zugeordneten oberen Schwellenwert des Drehmoments und mit wenigstens einem jeweiligen, den jeweiligen Winkelwerten zugeordneten unteren Schwellenwert des Drehmoments verglichen.
Darunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Jedem Winkelwert des Drehwinkels ist jeweils ein Drehmomentwert des Drehmoments, ein oberer Schwellenwert des Drehmoments und ein unterer Schwellenwert des Drehmoments zugeordnet. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass jedem der Drehmomentwerte der jeweilige obere Schwellenwert und der jeweilige untere Schwellenwert zugeordnet ist. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird für jeden der Winkelwerte der jeweilige dem Winkelwert zugeordnete Drehmomentwert mit den ihm jeweils zugeordneten oberen und unteren Schwellenwert verglichen.
Beispielweise ist ein erster der Drehmomentwerte des Drehmoments einem ersten der Winkelwerte des Drehwinkels zugeordnet, und ein zweiter der Drehmomentwerte des Drehmoments ist einem zweiten der Winkelwerte des Drehwinkels zugeordnet. Dem ersten Winkelwert wird ein erster der oberen Schwellenwerte des Drehmoments und ein erster der unteren Schwellenwerte des Drehmoments zugeordnet. Dem zweiten Winkelwert wird ein zweiter der oberen Schwellenwerte des Drehmoments und ein zweiter der unteren Schwellenwerte des Drehmoments zugeordnet. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird der dem ersten Winkelwert zugeordnete, erste Drehmomentwert mit dem ersten oberen Schwellenwert und dem zweiten oberen Schwellenwert verglichen. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird der dem zweiten Winkelwert zugeordnete zweite Drehmomentwert mit dem zweiten oberen Schwellenwert und dem zweiten unteren Schwellenwert verglichen. Vorzugsweise wird das Verfahren mit einer Vielzahl von jeweiligen Drehmomentwerten, Winkelwerten, oberen Schwellenwerten und unteren Schwellenwerten durchgeführt, das heißt mit jeweils mehr als zwei Drehmomentwerten, Winkelwerten, oberen und unteren Schwellenwerten.
Darunter, dass die jeweiligen Drehmomentwerte des Drehmoments den jeweiligen Winkelwerten des Drehmoments zugeordnet sind, kann insbesondere verstanden werden, dass beim Einschrauben der Schraube in das Gewindeelement zu dem jeweiligen Winkelwert die Schraube mit dem jeweiligen Drehmomentwert beaufschlagt wird.
Beispielsweise bilden die jeweiligen Drehmomentwerte und die jeweiligen Winkelwerte zusammen eine Drehmomentkurve des Drehmoments. Unter der Drehmomentkurve kann insbesondere ein Verlauf der jeweiligen Drehmomentwerte des Drehmoments über den jeweiligen Winkelwerten des Drehwinkels verstanden werden. Beispielsweise bilden die jeweiligen oberen Schwellenwerte des Drehmoments und die jeweiligen Winkelwerte des Drehwinkels zusammen eine obere Schwellenkurve. Unter der oberen Schwellenkurve kann insbesondere ein Verlauf der jeweiligen oberen Schwellenwerte des Drehmoments über den jeweiligen Winkelwerten verstanden werden. Beispielsweise bilden die jeweiligen unteren Schwellenwerte des Drehmoments zusammen mit den jeweiligen Winkelwerten des Drehwinkels eine untere Schwellenkurve. Unter der unteren Schwellenkurve kann insbesondere ein Verlauf der jeweiligen unteren Schwellenwerte des Drehmoments über den jeweiligen Winkelwerten verstanden werden. Beispielsweise wird die Drehmomentkurve, insbesondere deren jeweilige Drehmomentwerte, mittels der elektronischen Recheneinrichtung mit der oberen Schwellenkurve des Drehmoments, insbesondere deren jeweiligen oberen Schwellenwerten, und der unteren Schwellenkurve des Drehmoments, insbesondere deren jeweiligen unteren Schwellenwerten, verglichen.
Um nun den Einschraubvorgang der Schraube besonders vorteilhaft überwachen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der jeweilige obere Schwellenwert mittels Multiplikation von einem jeweiligen, den jeweiligen Winkelwerten zugeordneten Referenzwert des Drehmoments und einem ersten Toleranzfaktor berechnet wird und der jeweilige untere Schwellenwert mittels Multiplikation von dem jeweiligen Referenzwert und einem zweiten Toleranzfaktor berechnet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung der jeweilige obere Schwellenwert dadurch ermittelt, dass der jeweilige den jeweiligen Winkelwerten zugeordnete Referenzwert des Drehmoments mit dem ersten Toleranzfaktor multipliziert wird, und mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird der jeweilige untere Schwellenwert dadurch ermittelt, dass der jeweilige Referenzwert mit dem zweiten Toleranzfaktor multipliziert wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ergeben sich die jeweiligen oberen Schwellenwerte aus den jeweiligen Referenzwerten multipliziert mit dem ersten Toleranzfaktor und die jeweiligen unteren Schwellenwerte ergeben sich aus den jeweiligen Referenzwerten multipliziert mit dem zweiten Toleranzfaktor.
Beispielsweise ist dem ersten Winkelwert ein erster der Referenzwerte des Drehmoments, und dem zweiten Winkelwert ist beispielsweise ein zweiter der Referenzwerte des Drehmoments zugeordnet. Der erste obere Schwellenwert wird mittels Multiplikation von dem ersten Referenzwert des Drehmoments mit dem ersten Toleranzfaktor berechnet und der erste untere Schwellenwert wird mittels Multiplikation von dem ersten Referenzwert des Drehmoments mit dem zweiten Toleranzfaktor berechnet. Der zweite obere Schwellenwert wird mittels Multiplikation von dem zweiten Referenzwert des Drehmoments mit dem ersten Toleranzfaktor berechnet, und der zweite untere Schwellenwert wird mittels Multiplikation von dem zweiten Referenzwert und dem zweiten Toleranzfaktor berechnet.
Beispielsweise bilden die jeweiligen Referenzwerte mit den jeweiligen Winkelwerten gemeinsam eine Referenzkurve des Drehmoments. Unter der Referenzkurve kann insbesondere ein Verlauf der jeweiligen Referenzwerte des Drehmoments über den jeweiligen Winkelwerten des Drehwinkels verstanden werden. Beispielsweise wird die obere Schwellenkurve mittels Multiplikation der Referenzkurve und dem ersten Toleranzfaktor berechnet und die untere Schwellenkurve wird beispielsweise mittels Multiplikation der Referenzkurve mit dem zweiten Toleranzfaktor berechnet. Mit anderen Worten ausgedrückt ergibt sich die obere Schwellenkurve aus den Drehmomentwerten der Referenzkurve multipliziert mit dem ersten Toleranzfaktor und die untere Schwellenkurve ergibt sich aus den Drehmomentwerten der Referenzkurve multipliziert mit dem zweiten Toleranzfaktor.
Die Schwellenkurven können insbesondere als Hüllkurven bezeichnet werden. Beispielweise sind die Schwellenkurven Hüllkurven der jeweiligen Schwellenwerte. Vorzugsweise ist der erste Toleranzfaktor größer als der zweite Toleranzfaktor. Beispielsweise ist der erste Toleranzfaktor größer als Eins. Beispielweise ist der zweite Toleranzfaktor kleiner als Eins. Die Toleranzfaktoren können insbesondere als Drehmomenttoleranz oder als Toleranzwerte bezeichnet werden. Die Toleranzfaktoren sind vorzugsweise frei wählbar beziehungsweise parametrierbar.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Um eine Sicherheit der Schraubverbindung zu erhöhen, ist es beispielsweise vorzusehen, insbesondere sicherheitsrelevante, Schraubverbindungen hinsichtlich ihres Drehmomentverlaufs beziehungsweise ihres Drehwinkelverlaufs zu überwachen. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Überwachung lediglich im Bereich eines Abschaltpunkts vorzusehen, bei welchem die Beaufschlagung der Schraube mit dem Drehmoment beendet beziehungsweise unterbrochen wird. Hierbei kann die Überwachung mittels eines insbesondere als Fenster bezeichneten Drehmomentfensters im Bereich des Abschaltpunkts erfolgen, wobei das Fenster über ein bestimmtes Schwellmoment des Drehmoments getriggert werden kann. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Fenster von einem minimalen Drehmomentfensterwert des Drehmoments und einem maximalen Drehmomentfensterwert des Drehmoments und von einem minimalen Fensterwinkelwert des Drehwinkels und von einem maximalen Fensterwinkelwert des Drehwinkels begrenzt ist, woraus sich ein rechteckiges Fenster ergibt. Die Verwendung eines solchen horizontal beziehungsweise vertikal ausgerichteten und insbesondere als Standardüberwachungsfenster bezeichneten Drehmomentfensters erlaubt es weder, den vollständigen Schraubverlauf beziehungsweise Drehmomentverlauf noch zumindest einen wesentlichen Teil des Schraubverlaufs beziehungsweise des Drehmomentverlaufs zu überwachen.
Demgegenüber kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens der vollständige beziehungsweise der wesentliche Teil des Schraubverlaufs beziehungsweise des Drehmomentverlauf des Einschraubvorgangs überwacht werden. Dadurch können beispielsweise Stick-Slip-Effekte erkannt werden. Der Stick-Slip-Effekt kann insbesondere als Haftgleiteffekt oder als, insbesondere selbsterregte, Reibschwingung bezeichnet werden. Dabei kann beispielsweise ein Ruckgleiten der Schraube gegenüber dem Gewindeelement beziehungsweise dem Bauelement verstanden werden. Infolge des Stick-Slip-Effekts können schlechte Reibwerte vorliegen und/oder eine Vorspannkraft der Schraube kann nicht erreicht werden und/oder es können, insbesondere hochfrequente, Schwingungen auftreten, wodurch das Drehmoment besonders stark abfallen kann. Somit können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein besonders guter Reibwert und ein Erreichen einer ausreichenden Vorspannkraft sichergestellt werden sowie die, insbesondere hochfrequenten, Schwingungen vermieden werden.
Zudem kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Gradientenänderung, insbesondere eine Änderungsrate des Drehmoments beziehungsweise des Drehmoments in Abhängigkeit von dem Drehwinkel, bei überelastischen Anzügen überwacht werden. Unter den überelastischen Anzügen können insbesondere Einschraubvorgänge verstanden werden, bei welchen die Schraube plastisch und somit irreversibel verformt wird. Dabei kann die Schraube gezielt, das heißt um eine vorgegebene Dehnung beziehungsweise Längung, plastisch verformt werden. Beispielweise kann bei dem überelastischen Anzug der Schraube das Drehmoment besonders stark abflachen, was mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens detektiert beziehungsweise überwacht werden kann.
In weiterer Ausgestaltung wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung erfasst, wenn wenigstens einer der jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten zugeordneten Drehmomentwerte größer ist als der jeweilige dem jeweiligen Winkelwert zugeordnete obere Schwellenwert und/oder wenn wenigstens einer der jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten zugeordneten Drehmomentwerte kleiner ist als der jeweilige dem jeweiligen Winkelwert zugeordnete untere Schwellenwert. Mit anderen Worten ausgedrückt wird bei dem Vergleichen mittels der elektronischen Recheneinrichtung detektiert, wenn wenigstens einer der Drehmomentwerte den jeweiligen ihm zugeordneten oberen Schwellenwert überschreitet und/oder den jeweiligen ihm zugeordneten unteren Schwellenwert unterschreitet. Dadurch kann besonders vorteilhaft ermittelt werden, ob die jeweiligen Drehmomentwerte einen durch die jeweiligen Schwellenwerte festgelegten Toleranzbereich des Drehmomentverlaufs beziehungsweise des Einschraubvorgangs einhalten. Dadurch kann der Einschraubvorgang besonders vorteilhaft überwacht werden.
Beispielweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung erfasst, wenn der erste Drehmomentwert größer ist als der erste obere Schwellenwert oder der zweite Drehmomentwert größer ist als der zweite obere Schwellenwert und/oder der erste Drehmomentwert kleiner ist als der erste untere Schwellenwert oder der zweite Drehmomentwert kleiner ist als der zweite untere Schwellenwert.
Beispielsweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt, ob die Drehmomentkurve die obere Schwellenkurve zumindest lokal überschreitet und/oder ob die Drehmomentkurve die untere Schwellenkurve zumindest lokal unterschreitet. Unter dem zumindest lokalen Überschreiten der oberen Schwellenkurve kann insbesondere verstanden werden, dass bei wenigstens einem der Drehwinkelwerte der jeweilige Drehmomentwert der Drehmomentkurve größer ist als der jeweilige obere Schwellenwert der oberen Schwellenkurve. Unter dem zumindest lokalen Unterschreiten der oberen Schwellenkurve kann insbesondere verstanden werden, dass bei wenigstens einem der jeweiligen Drehwinkelwerte der jeweilige Drehmomentwert der Drehmomentkurve kleiner ist als der jeweilige untere Schwellenwert der unteren Schwellenkurve.
Vorzugsweise wird mittels der oberen und der unteren Schwellenkurve ein Toleranzbereich beziehungsweise ein Toleranzfeld aufgespannt, wobei mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt wird, ob sich die jeweiligen Drehmomentwerte beziehungsweise die Drehmomentkurve in dem Toleranzfeld befinden oder außerhalb des Toleranzfelds befinden. Wenn sich die Drehmomentkurve zumindest bereichsweise beziehungsweise wenigstens einer der Drehmomentwerte außerhalb des Toleranzfelds befindet, wird wenigstens einer der jeweiligen oberen Schwellenwerte überschritten und/oder wenigstens einer der jeweiligen unteren Schwellenwerte unterschritten. Wenn sich die Drehmomentkurve vollständig beziehungsweise alle Drehmomentwerte innerhalb des Toleranzfelds befinden, wird keiner der jeweiligen oberen Schwellenwerte überschritten und keiner der jeweiligen unteren Schwellenwerte unterschritten.
Die elektronische Recheneinrichtung ist vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung beziehungsweise eine Überwachungseinrichtung des Einschraubvorgangs beziehungsweise des Werkzeugs zum Beaufschlagen der Schraube mit dem Drehmoment. Beispielsweise ist die elektronische Recheneinrichtung als Computer oder als Controller ausgebildet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Schraube beim Einschrauben mit dem Drehmoment beaufschlagt wird und wenn ein aktueller Wert des Drehwinkels einem Abschaltwinkelwert des Drehwinkels entspricht, die Beaufschlagung der Schraube mit dem Drehmoment unterbrochen oder beendet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt wird, wenn bei dem Einschraubvorgang der aktuelle Winkelwert gleich dem Abschaltwinkelwert ist oder den Abschaltwinkelwert überschreitet, das Einschrauben der Schraube in das Gewindeelement unterbrochen beziehungsweise beendet, indem die Beaufschlagung der Schraube mit dem Drehmoment unterbleibt. Beispielsweise kann der Abschaltwinkelwert eine Zeichnungsvorgabe sein, das heißt eine technische Zeichnung kann den Abschaltwinkelwert umfassen. Die technische Zeichnung kann als Arbeitsanweisung für den Einschraubvorgang beziehungsweise zur Herstellung der Bauelemente vorgesehen sein kann. Dadurch kann bei dem Einschraubvorgang die Abschaltung des Drehmoments beziehungsweise das Unterbrechen oder Beenden des Einschraubens beim Erreichen des Abschaltwinkelwerts des Drehwinkels durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Abschaltung in Abhängigkeit von dem Drehmoment beziehungsweise einem Drehmomentwert erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Vergleichen mittels der elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt, wenn der aktuelle Winkelwert des Drehwinkels zumindest dem Abschaltwinkelwert entspricht. Mit anderen Worten ausgedrückt wird das Vergleichen der jeweiligen Drehmomentwerte mit den jeweiligen unteren Schwellenwerten und den jeweiligen oberen Schwellenwerten erst dann durchgeführt, wenn der aktuelle Winkelwert des Drehwinkels größer oder gleich dem Abschaltwinkelwert ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird das Vergleichen mittels der elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt, wenn das Beaufschlagen der Schraube mit dem Drehmoment unterbrochen oder beendet wird beziehungsweise wurde. Dies kann insbesondere als rückblickende Überwachung bezeichnet werden. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass die Überwachung mittels des Verfahrens erst dann durchgeführt wird, wenn die Beaufschlagung der Schraube mit dem Drehmoment unterbleibt. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte rückblickende beziehungsweise nachträgliche Überwachung beziehungsweise Auswertung des Einschraubvorgangs durchgeführt werden.
Alternativ kann das Verfahren beziehungsweise das Vergleichen der jeweiligen Drehmomentwerte mit den jeweiligen oberen Schwellenwerten und den jeweiligen unteren Schwellenwerten durchgeführt werden, während die Schraube mit dem Drehmoment beaufschlagt wird und dadurch in das Gewindeelement eingeschraubt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Vergleichen mittels der elektronischen Recheneinrichtung für die jeweiligen Drehmomentwerte durchgeführt wird, wenn die jeweiligen Winkelwerte, welchen die jeweiligen Drehmomentwerte zugeordnet sind, sich innerhalb eines Winkelintervalls befinden, welches einenends von dem Abschaltwinkelwert und andernends von einem gegenüber dem Abschaltwinkelwert kleineren Startwinkelwert des Drehwinkels begrenzt ist. Mit anderen Worten ausgedrückt wird das Vergleichen der jeweiligen Drehmomentwerte mit den jeweiligen oberen Schwellenwerten und den jeweiligen unteren Schwellenwerten durchgeführt, wenn die jeweiligen Winkelwerte größer sind als ein Minimalwinkelwert und kleiner sind als ein Maximalwinkelwert, wobei der Maximalwinkelwert der Abschaltwinkelwert ist und der Minimalwinkelwert der Startwinkelwert ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Vergleichen lediglich für diejenigen jeweiligen Drehmomentwerte durchgeführt, deren zugeordnete jeweilige Winkelwerte sich innerhalb des Winkelintervalls befinden. Dadurch kann die Überwachung des Einschraubvorgangs lediglich in besonders relevanten Teilen des Einschraubvorgangs beziehungsweise in besonders relevanten Abschnitten des Drehmomentverlaufs durchgeführt werden, wodurch der Einschraubvorgang besonders effizient überwacht werden kann.
Beispielsweise kann der Startwinkelwert aus der Differenz des Abschaltwinkelwerts und eines Rückblickwinkelwerts des Drehwinkels ermittelt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt ergeben sich die jeweiligen Schwellenkurven aus dem Abschaltpunkt beziehungsweise dem Abschaltwinkelwert, dem Rückblickwinkelwert und aus den Drehmomentwerten der Referenzkurve multipliziert mit dem jeweiligen Toleranzfaktor. Somit kann ein Startpunkt des Rückblickwinkels der Abschaltpunkt sein. Dadurch kann der Startwinkelwert in Abhängigkeit von dem Rückblickwinkelwert vorgegeben werden. Vorzugsweise ist der Rückblickwinkelwert frei parametrierbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass jeder der jeweiligen Referenzwerte in Abhängigkeit von mehreren, dem jeweiligen Winkelwert zugeordneten Kennwerten, insbesondere des Drehmoments, ermittelt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung jeder der jeweiligen Referenzwerte in Abhängigkeit von den mehreren dem jeweiligen Winkelwert zugeordneten Kennwerten als Eingangsgröße berechnet. Dadurch können die Referenzwerte besonders vorteilhaft ermittelt werden.
Beispielweise werden dem ersten Winkelwert mehrere erste der Kennwerte zugeordnet und dem zweiten Winkelwert werden mehrere zweite der Kennwerte zugeordnet, wobei der erste Referenzwert in Abhängigkeit von den mehreren ersten Kennwerten ermittelt wird und der zweite Referenzwert in Abhängigkeit von den mehreren zweiten Kennwerten ermittelt wird.
Beispielsweise bilden die jeweiligen Kennwerte mit den jeweiligen Winkelwerten mehrere Kennkurven. Unter den Kennkurven können insbesondere jeweilige Verläufe der jeweiligen Kennwertewerte über den jeweiligen Winkelwerten des Drehwinkels verstanden werden. Vorzugsweise wird die Referenzkurve in Abhängigkeit von den mehreren Kennkurven beziehungsweise den jeweiligen Kennwerten der Kennkurven ermittelt wird.
Vorzugsweise wird jeder der jeweiligen Referenzwerte in Abhängigkeit von wenigstens 25, insbesondere 100, dem jeweiligen Winkelwert zugeordneten Kennwerten ermittelt. Mit anderen Worten ausgedrückt wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung jeder der jeweiligen Referenzwerte in Abhängigkeit von den wenigstens 25, insbesondere 100, den jeweiligen Winkelwerten zugeordneten Kennwerten als Eingangsgröße berechnet. Dadurch können die jeweiligen Referenzwerte besonders vorteilhaft ermittelt werden, insbesondere da eine besonders hohe Anzahl an Kennwerten vorgesehen ist.
Beispielweise werden dem ersten Winkelwert 25, insbesondere 100, der ersten Kennwerte zugeordnet, und dem zweiten Winkelwert werden 25, insbesondere 100, der zweiten Kennwerte zugeordnet, wobei der erste Referenzwert in Abhängigkeit von den wenigstens 25, insbesondere 100, ersten Kennwerten ermittelt wird und der zweite Referenzwert in Abhängigkeit von den wenigstens 25, insbesondere 100, zweiten Kennwerten ermittelt wird. Beispielsweise bilden die jeweiligen wenigstens 25, insbesondere 100, Kennwerte und die jeweiligen Winkelwerte gemeinsam die wenigstens 25, insbesondere 100, Referenzkurven.
In weiterer Ausgestaltung ist jeder der jeweiligen Referenzwerte ein, insbesondere arithmetischer, Mittelwert der jeweiligen, dem jeweiligen Winkelwert zugeordneten Kennwerte. Mit anderen Worten ausgedrückt werden die jeweiligen Referenzwerte mittels der elektronischen Recheneinrichtung mittels, insbesondere arithmetischer, Mittelung der jeweiligen, dem jeweiligen Winkelwert zugeordneten Kennwerte berechnet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist der erste Referenzwert ein Mittelwert der dem ersten Winkelwert zugeordneten ersten Kennwerte, und der zweite Referenzwert ist ein Mittelwert der dem zweiten Winkelwert zugeordneten zweiten Kennwerte. Dadurch können die jeweiligen Referenzwerte besonders vorteilhaft aus den jeweiligen Kennwerten ermittelt werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Kennwerte jeweils Messwerte gemessener Drehmomente sind. Mit anderen Worten ausgedrückt sind die Kennwerte Drehmomentwerte, welche mittels Messungen ermittelt werden beziehungsweise ermittelt wurden. Somit handelt es sich bei den Kennwerten beziehungsweise bei den Kennkurven vorzugsweise um, insbesondere gemittelte, reale Werte beziehungsweise reale Kurven.
Dadurch sind die Kennwerte besonders realitätsnah, wodurch die jeweiligen Referenzwerte beziehungsweise Schwellenwerte besonders realitätsnah und präzise ermittelt werden können, wodurch der Einschraubvorgang besonders vorteilhaft überwacht werden kann, insbesondere besonders präzise. Vorzugsweise handelt es sich bei den Kennwerten beziehungsweise Kennkurven um Messwerte jeweiliger erfolgreiche Einschraubvorgänge, das heißt Einschraubvorgänge mit besonders hoher Qualität. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Kennwerte jeweils Erfahrungswerte sind.
Es kann vorgesehen sein, dass das Verfahren beziehungsweise das Vergleichen der jeweiligen Drehmomentwerte mit den jeweiligen oberen Schwellenwerten und den jeweiligen unteren Schwellenwerten lediglich für eine insbesondere als Endanzug bezeichnete letzte Stufe des Einschraubens beziehungsweise des Einschraubvorgangs durchgeführt wird. Der Endanzug kann dabei besonders hohe Drehmomentwerte des Drehmoments umfassen.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, die jeweiligen Referenzwerte beziehungsweise die Referenzkurve mittels statistischen Mitteln, insbesondere Glätten, anzupassen beziehungsweise zu bearbeiteten.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass von einer Person mittels wenigstens einer Eingabeeinrichtung einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, welche wenigstens eine optische Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Kennwerte aufweist, die Kennwerte zur Ermittlung der Referenzwerte vorgegeben werden. Mit anderen Worten ausgedrückt führt die Person mittels der Eingabeeinrichtung wenigstens eine Benutzereingabe durch, wobei die Person mittels der Benutzereingabe diejenigen Kennwerte beziehungsweise Kennkurven auswählt und somit festlegt, welche zur Ermittlung der Referenzwerte herangezogen werden. Dadurch kann die Person mittels der Benutzereingabe die Überwachung des Einschraubvorgangs steuern beziehungsweise anpassen.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann insbesondere als Human-Machine Interface (HMI) bezeichnet werden. Die optische Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise als Bildschirm ausgebildet sein. Die Eingabeeinrichtung kann beispielsweise eine Tastatur oder ein Touchpad umfassen. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der Person mittels der optischen Anzeigeeinrichtung ein Pool beziehungsweise eine Auswahl an Kennwerten beziehungsweise Kennkurven angezeigt wird, wobei die Person lediglich einen Teil der angezeigten Kennwerte beziehungsweise Kennkurven auswählen kann, und zwar diejenigen Kennwerte, welche die Person für die Überwachung des Einschraubvorgangs für besonders relevant hält. Dadurch können die jeweiligen Referenzwerte besonders vorteilhaft ermittelt werden.
Vorzugsweise ist die Eingabeeinrichtung und/oder die optische Anzeigeeinrichtung mit der elektronischen Recheneinrichtung per Fernzugriff verbunden beziehungsweise verbindbar. Mit anderen Worten ausgedrückt befindet sich die elektronische Recheneinrichtung in unmittelbarer Nähe zu einem Ort, an welchem der Einschraubvorgang durchgeführt wird, wobei die Eingabeeinrichtung und/oder die optische Anzeigeeinrichtung von der elektronischen Recheneinrichtung beabstandet sind und sich somit nicht in der unmittelbaren Nähe befinden und von der Person per Fernzugriff erreichbar beziehungsweise ansteuerbar sind. Unter dem Fernzugriff kann beispielsweise ein Zugriff per Webserver und/oder mittels einer externen Konfigurationssoftware verstanden werden. Ein Display der elektronischen Recheneinrichtung beziehungsweise des Controllers zur Steuerung beziehungsweise Überwachung des Einschraubvorgangs kann beispielweise zu klein sein, um die Benutzereingabe besonders übersichtlich zu ermöglichen. Durch den Fernzugriff kann die Benutzereingabe demgegenüber mittels der Mensch-Maschine-Schnittstelle erfolgen, welche hierfür besonders geeignet ausgeführt sein kann. Beispielweise kann die Anzeigeeinrichtung ein besonders großes Display umfassen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Teilschnittansicht eines Einschraubvorgangs, welcher mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht wird; und
2 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Drehmomentverlaufs, welcher mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht werden kann; und
3 ein schematisches Verfahrensdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Teilschnittansicht einen Einschraubvorgang 1 einer Schraube 2, bei welchem die Schraube 2 mit wenigstens einem Drehmoment 3 beaufschlagt wird und dadurch um einen Drehwinkel 4 um eine Mittelachse 5 der Schraube 2 relativ zu einem Gewindeelement 6 verdreht wird, wodurch die Schraube 2 in das Gewindeelement 6 eingeschraubt wird. Beispielsweise werden durch den Einschraubvorgang zwei Bauelemente 7, 8 mittels Schrauben miteinander verbunden, wobei in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines der Bauelemente 7 das Gewindeelement 6 aufweist.
2 zeigt ein Diagramm 9 eines Drehmomentverlaufs zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Überwachung des Einschraubvorgangs 1. In dem Diagramm 9 ist auf der Abszisse der Drehwinkel 4 und auf der Ordinate das Drehmoment 3 aufgetragen. In einem mittels eines Pfeils 9a veranschaulichten Bereich des Drehmomentverlaufs kann bei dem Einschrauben der Schraube 2 eine Streckgrenze der Schraube 2 überschritten werden, was insbesondere als überelastischer Anzug der Schraube 2 bezeichnet werden kann. 3 zeigt ein schematisches Verfahrensdiagramm des Verfahrens zur Überwachung des Einschraubvorgangs 1.
Bei dem Verfahren werden mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 10 jeweilige Drehmomentwerte 11 des Drehmoments 3, welche jeweiligen Winkelwerten 12 des Drehwinkels 4 zugeordnet sind, mit wenigstens einem jeweiligen, den jeweiligen Winkelwerten 12 zugeordneten oberen Schwellenwert 13 des Drehmoments 3 und mit wenigstens einem jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten 12 zugeordneten unteren Schwellenwert 14 des Drehmoments 3 verglichen. Das Vergleichen ist in der 3 mittels einer Diagnosebox 10a veranschaulicht. Die jeweiligen Drehmomentwerte 11 und die jeweiligen Winkelwerte 12 bilden gemeinsam eine Drehmomentkurve 15, welche in der 2 skizziert ist. Die jeweiligen Drehmomentwerte 11 der Drehmomentkurve 15 hängen von den jeweiligen Winkelwerten 12 ab. Die jeweiligen oberen Schwellenwerte 13 und die jeweiligen Winkelwerte 12 bilden gemeinsam eine obere Schwellenkurve 16. Die jeweiligen oberen Schwellenwerte 13 der oberen Schwellenkurve 16 hängen von den jeweiligen Winkelwerten 12 ab. Die jeweiligen unteren Schwellenwerte 14 und die jeweiligen Winkelwerte 12 bilden gemeinsam eine untere Schwellenkurve 17. Die jeweiligen unteren Schwellenwerte 14 der unteren Schwellenkurve 17 hängen von den jeweiligen Winkelwerten 12 ab. Dementsprechend wird bei dem Verfahren die Drehmomentkurve 15 beziehungsweise die jeweiligen Drehmomentwerte 11 der Drehmomentkurve 15 mit der oberen Schwellenkurve 16 beziehungsweise den jeweiligen oberen Schwellenwerten 13 der oberen Schwellenkurve 16 und mit der unteren Schwellenkurve 17 beziehungsweise mit den jeweiligen unteren Schwellenwerten 14 der unteren Schwellenkurve 17 verglichen.
Um den Einschraubvorgang 1 besonders vorteilhaft überwachen zu können, ist es vorgesehen, dass der jeweilige obere Schwellenwert 13 mittels Multiplikation 18 von einem jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten 12 zugeordneten Referenzwert 19 des Drehmoments 3 und einem ersten Toleranzfaktor 20 berechnet wird und der jeweilige untere Schwellenwert 14 mittels Multiplikation 21 von dem jeweiligen Referenzwert 19 und einem zweiten Toleranzfaktor 22 berechnet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt wird die obere Schwellenkurve 16 mittels Multiplikation 18 von einer Referenzkurve 23 des Drehmoments 3 und dem ersten Toleranzfaktor 20 berechnet und die untere Schwellenkurve 17 wird mittels Multiplikation 21 von der Referenzkurve 23 und dem zweiten Toleranzfaktor 22 berechnet. Die jeweiligen Referenzwerte 19 und die jeweiligen Winkelwerte 12 bilden gemeinsam die Referenzkurve 23. Die Referenzwerte 19 der Referenzkurve 23 hängen von den jeweiligen Winkelwerten 12 ab.
In weiterer Ausgestaltung wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 10 erfasst, wenn wenigstens einer der jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten 12 zugeordneten Drehmomentwerte 11 größer als der jeweilige dem jeweiligen Winkelwert 12 zugeordnete obere Schwellenwert 13 und/oder wenigstens einer der jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten 12 zugeordneten Drehmomentwerte 11 kleiner ist als der jeweilige dem jeweiligen Winkelwert 12 zugeordnete untere Schwellenwert 14. Mit anderen Worten ausgedrückt spannen die obere Schwellenkurve 16 und die untere Schwellenkurve 17 einen Toleranzbereich auf, wobei mittels der elektronischen Recheneinrichtung 10 ermittelt wird, ob sich die Drehmomentkurve 15 beziehungsweise die jeweiligen Drehmomentwerte 11 innerhalb des Toleranzbereichs befinden, wobei erfasst wird, wenn die Drehmomentkurve 15 beziehungsweise wenigstens einer der jeweiligen Drehmomentwerte 11 die obere Schwellenkurve 16 beziehungsweise die jeweiligen oberen Schwellenwerte 14 überschreiten und/oder die Drehmomentkurve 15 beziehungsweise die jeweiligen Drehmomentwerte 11 die untere Schwellenkurve 17 beziehungsweise die jeweiligen unteren Schwellenwerte 14 unterschreiten. Dadurch kann mittels des Verfahrens überwacht werden, inwiefern das Drehmoment 3 beziehungsweise ein Drehmomentverlauf des Drehmoments 3 beim Einschrauben der Schraube 2 sich innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen befindet und somit jeweiligen Sollwerten entspricht. Dadurch kann der Einschraubvorgang 1 besonders vorteilhaft überwacht werden.
Das Verfahren ist insbesondere gegenüber einem herkömmlichen Verfahren vorteilhaft, bei welchem die Überwachung des Einschraubens beziehungsweise des Einschraubvorgangs 1 lediglich innerhalb eines insbesondere als Drehmomentfenster bezeichneten Fensters 24 erfolgt. Das Fenster 24 kann dabei durch einen minimalen Drehmomentfensterwert 25 und einen maximalen Drehmomentfensterwert 26 und einen minimalen Fensterwinkelwert 27 und einen maximalen Fensterwinkelwert 28 begrenzt sein. Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren kann bei dem Verfahren ein besonders großer Bereich, insbesondere ein besonders relevanter Bereich, des Drehmomentverlaufs beziehungsweise des Einschraubvorgangs 1 überwacht werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schraube 2 beim Einschrauben mit dem Drehmoment 3 beaufschlagt wird und wenn ein aktueller Winkelwert 12 des Drehwinkels 4 einem Abschaltwinkelwert 29 des Drehwinkels 4 entspricht, das Beaufschlagen der Schraube 2 mit dem Drehmoment 3 unterbrochen beziehungsweise beendet wird und somit unterbleibt. Vorzugsweise wird das Vergleichen der jeweiligen Drehmomentwerte 11 mit den jeweiligen oberen Schwellenwerten 13 und den jeweiligen unteren Schwellenwerten 14 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 10 für die jeweiligen Drehmomentwerte 11 durchgeführt, wenn der aktuelle Winkelwert des Drehwinkels 4 zumindest dem Abschaltwinkelwert 29 entspricht. Somit kann der Einschraubvorgang 1 rückblickend, das heißt nach dem Einschrauben der Schraube 2 in das Gewindeelement 6 überwacht werden.
Vorzugsweise wird das Vergleichen der jeweiligen Drehmomentwerte 11 mit den jeweiligen oberen Schwellenwerten 13 und den jeweiligen unteren Schwellenwerten 14 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 10 für die jeweiligen Drehmomentwerte 11 durchgeführt, wenn die jeweiligen Winkelwerte 12, welchen die jeweiligen Drehmomentwerte 11 zugeordnet sind, sich innerhalb eines Winkelintervalls 30 des Drehwinkels 4 befinden, welches einenends von dem Abschaltwinkelwert 29 und andernends von einem gegenüber dem Abschaltwinkelwert 29 kleineren Startwinkelwert 31 des Drehwinkels 4 begrenzt ist. Dadurch kann lediglich ein besonders relevanter Bereich des Drehmomentverlaufs überwacht werden, wodurch der Einschraubvorgang 1 besonders effizient überwacht werden kann. Vorzugsweise wird der Startwinkelwert 31 aus der Differenz des Abschaltwinkelwerts 29 und einem Rückblickwinkelwert 32 des Drehwinkels 4 ermittelt. Somit kann der Startwinkelwert 31 rückblickend ermittelt werden. Beispielweise ist der Startwinkelwert 31 ein Winkelwert 12, bei welchem bei dem Einschraubvorgang 1 eine Kopfauflage der Schraube 2 einsetzt. Unter der Kopfauflage kann insbesondere verstanden werden, dass ein insbesondere als Schraubenkopf bezeichneter Kopf der Schraube 2 das Bauelement 8 berührt.
In weiterer Ausgestaltung wird jeder der jeweiligen Referenzwerte 19 in Abhängigkeit von mehreren, insbesondere wenigstens 25, vorzugsweise 100, dem jeweiligen Winkelwert 12 zugeordneten Kennwerten 33 ermittelt. Die jeweiligen Kennwerte 33 und die jeweiligen Winkelwerte 12 bilden gemeinsam jeweilige Kennkurven, wobei vorzugsweise wenigstens 25, insbesondere 100, Kennkurven vorgesehen sind. Somit wird die Referenzkurve 23 beziehungsweise die jeweiligen Referenzwerte 19 in Abhängigkeit von den Kennkurven beziehungsweise den jeweiligen Kennwerten 33 ermittelt. Dadurch können die jeweiligen Referenzwerte 19 besonders vorteilhaft ermittelt werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass jeder der jeweiligen Referenzwerte 19 ein Mittelwert 19a der jeweiligen, dem jeweiligen Winkelwert 12 zugeordneten Kennwerte 33 ist. Mit anderen Worten ausgedrückt wird die Referenzkurve 23 dadurch berechnet, dass die jeweiligen Referenzkurven gemittelt werden.
Vorzugsweise sind die jeweiligen Kennwerte 33 jeweils Messwerte 33a gemessener Drehmomente 3. Mit anderen Worten ausgedrückt werden die Kennwerte 33 beziehungsweise die Kennkurven mittels Messen von Drehmomenten realer Einschraubvorgänge 1 ermittelt. Dadurch können für die Überwachung des Einschraubvorgangs 1 besonders präzise Referenzwerte 19 beziehungsweise Schwellenwerte 13, 14 ermittelt werden, wodurch der Einschraubvorgang 1 besonders vorteilhaft, insbesondere besonders präzise, überwacht werden kann.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass von einer Person mittels wenigstens einer Eingabeeinrichtung 34 einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 35, welche wenigstens eine optische Anzeigeeinrichtung 36 zur Anzeige der Kennwerte 33 aufweist, die Kennwerte 33 zur Ermittlung der Referenzwerte 19 vorgegeben werden. Vorzugsweise ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle 35 mit der elektronischen Recheneinrichtung 10 datenübertragend, insbesondere mittels eines Leitungselements, oder leitungslos verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Einschraubvorgang
2: Schraube
3: Drehmoment
4: Drehwinkel
5: Mittelachse
6: Gewindeelement
7: Bauelement
8: Bauelement
9: Diagramm
9a: Pfeil
10: elektronische Recheneinrichtung
10a: Diagnosebox
11: Drehmomentwert
12: Winkelwert
13: oberer Schwellenwert
14: unterer Schwellenwert
15: Drehmomentkurve
16: obere Schwellenkurve
17: untere Schwellenkurve
18: Multiplikation
19: Referenzwert
19a: Mittelwert
20: erster Toleranzfaktor
21: Multiplikation
22: zweiter Toleranzfaktor
23: Referenzkurve
24: Fenster
25: minimaler Drehmomentfensterwert
26: maximaler Drehmomentfensterwert
27: minimaler Fensterwinkelwert
28: maximaler Fensterwinkelwert
29: Abschaltwinkelwert
30: Winkelintervall
31: Startwinkelwert
32: Rückblickwinkelwert
33: Kennwerte
33a: Messwerte
34: Eingabeeinrichtung
35: Mensch-Maschine-Schnittstelle
36: Anzeigeeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19962967 B4 [0002]
DE 4316332 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Überwachung eines Einschraubvorgangs (1) einer Schraube (2), bei welchem die Schraube (2) mit wenigstens einem Drehmoment (3) beaufschlagt wird und dadurch um einen Drehwinkel (4) um eine Mittelachse (5) der Schraube (2) relativ zu einem Gewindeelement (6) verdreht wird, wodurch die Schraube (2) in das Gewindeelement (6) eingeschraubt wird, wobei mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (10) jeweilige Drehmomentwerte (11) des Drehmoments (3), welche jeweiligen Winkelwerten (12) des Drehwinkels (4) zugeordnet sind, mit wenigstens einem jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten (12) zugeordneten oberen Schwellenwert (13) des Drehmoments (3) und mit wenigstens einem jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten (12) zugeordneten unteren Schwellenwert (14) des Drehmoments (3) verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige obere Schwellenwert (13) mittels Multiplikation (18) von einem jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten (12) zugeordneten Referenzwert (19) des Drehmoments (3) und einem ersten Toleranzfaktor (20) berechnet wird und der jeweilige untere Schwellenwert (14) mittels Multiplikation (21) von dem jeweiligen Referenzwert (19) und einem zweiten Toleranzfaktor (22) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (10) erfasst wird, wenn wenigstens einer der jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten (12) zugeordneten Drehmomentwerte (11) größer ist als der jeweilige dem jeweiligen Winkelwert (12) zugeordnete obere Schwellenwert (13) und/oder wenigstens einer der jeweiligen den jeweiligen Winkelwerten (12) zugeordneten Drehmomentwerte (11) kleiner ist als der jeweilige dem jeweiligen Winkelwert (12) zugeordnete untere Schwellenwert (14).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (2) beim Einschrauben mit dem Drehmoment (3) beaufschlagt wird und wenn ein aktueller Winkelwert (12) des Drehwinkels (4) einem Abschaltwinkelwert (29) entspricht, das Beaufschlagen der Schraube (2) mit dem Drehmoment (3) unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichen durchgeführt wird, wenn der aktuelle Winkelwert (12) des Drehwinkels (4) zumindest dem Abschaltwinkelwert (29) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichen für die jeweiligen Drehmomentwerte (11) durchgeführt wird, wenn die jeweiligen Winkelwerte (12), welchen die jeweiligen Drehmomentwerte (11) zugeordnet sind, sich innerhalb eines Winkelintervalls (30) befinden, welches einenends von dem Abschaltwinkelwert (29) und andernends von einem gegenüber dem Abschaltwinkelwert (29) kleineren Startwinkelwert (31) begrenzt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der jeweiligen Referenzwerte (19) in Abhängigkeit von mehreren dem jeweiligen Winkelwert (12) zugeordneten Kennwerten (33) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der jeweiligen Referenzwerte (19) in Abhängigkeit von wenigstens 25 dem jeweiligen Winkelwert (12) zugeordneten Kennwerten (33) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der jeweiligen Referenzwerte (19) ein Mittelwert (19a) der jeweiligen dem jeweiligen Winkelwert (12) zugeordneten Kennwerte (33) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennwerte (33) jeweils Messwerte (33a) gemessener Drehmomente (3) sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Person mittels wenigstens einer Eingabeeinrichtung (34 )einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (35), welche wenigstens eine optische Anzeigeeinrichtung (36) zur Anzeige der Kennwerte (33) aufweist, die Kennwerte (33) zur Ermittlung der Referenzwerte (19) vorgegeben werden.