DE19856329A1 - Procedure for fastening components with at least one threaded screw has slot torque on screw during turning determined, then value for rotary torque with which screw is subsequently tightened - Google Patents

Procedure for fastening components with at least one threaded screw has slot torque on screw during turning determined, then value for rotary torque with which screw is subsequently tightened

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DE19856329A1
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Abstract

A procedure is described for fastening components with at least one threaded screw (3) which is guided through a hole (6) of a first component (1). It is turned by a screwdriver (4) in a first phase into a second component (2), until the screw head comes to rest on the first component. An electronic control unit compares measured torque with a desired value and stops the tightening motion with this is reached.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung von Bau­ teilen mit wenigstens einer gewindeformenden Schraube mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a method for fastening construction share with at least one thread-forming screw Features specified in the preamble of claim 1.

Es sind bereits Verfahren zur Verarbeitung von gewindeformen­ den Schrauben bekannt, die sich beim Eindrehen in ein Bauteil ihr Gewinde selbst formen. Solche gewindeformenden Schrauben können Schneidschrauben sein, welche sich ihr Gewinde spanend formen, oder Furchschrauben, welche sich ihr Gewinde spanlos formen. Um beispielsweise zwei plattenförmige Bauteile anein­ ander zu befestigen, werden die Bauteile aufeinander gelegt und anschließend die gewindeformenden Schrauben in Ausnehmun­ gen des ersten Bauteils eingesetzt und mit einem Schrauber in das zweite Bauteil eingedreht. Beim Eindrehen wirkt dem an der Schraube angreifenden Drehmoment des Schraubers ein aus dem Eindringen der gewindeformenden Schraube in das zweite Bauteil resultierendes Furchmoment MF entgegen. Sobald der Schraubenkopf der gewindeformenden Schraube an dem ersten Bauteil zur Anlage gelangt, wird durch Anziehen der Schraube auf einen vorgegebenen Wert MA für das Drehmoment das erste Bauteil gegen das zweite Bauteil vorgespannt. Für die dabei durch eine einzelne gewindeformende Schraube erzeugte Vor­ spannkraft, die aus dem Klemm-Moment MK der gewindeformenden Schraube resultiert, ist die Differenz aus dem Drehmoment MA beim Anziehen und dem beim Eindrehen dieser Schraube aufge­ tretenen Furchmoment maßgeblich:
Methods for processing thread-shaped screws are already known, which form their own thread when screwed into a component. Such thread-forming screws can be self-tapping screws, which shape their thread, or self-tapping screws, which form their thread without cutting. For example, to attach two plate-shaped components to each other, the components are placed on top of one another and then the thread-forming screws are inserted into recesses of the first component and screwed into the second component with a screwdriver. When screwing in, the torque of the screwdriver acting on the screw is counteracted by a forming torque M F resulting from the penetration of the thread-forming screw into the second component. As soon as the screw head of the thread-forming screw comes into contact with the first component, the first component is prestressed against the second component by tightening the screw to a predetermined value M A for the torque. For the pre-tensioning force generated by a single thread-forming screw, which results from the clamping torque M K of the thread-forming screw, the difference between the torque M A when tightening and the cogging torque occurring when screwing in this screw is decisive:

MK = MA -MF (1)M K = M A -M F (1)

Bei den bekannten Verfahren wird in Vorversuchen an einer ge­ nügend großen Anzahl von Teilen das Furchmoment MF gemessen und aus dem gemessenen Wert zunächst statistisch ein Durch­ schnittswert MF gebildet. Aus dem Durchschnittswert MF wird beispielsweise nach der Gleichung
In the known method, the thread-forming torque M F is measured and statistically initially formed from the measured value, an average value M F in preliminary experiments on a ge cient large number of parts. The average value M F becomes, for example, according to the equation

MA = (MF + B)/2 (2)
M A = (M F + B) / 2 (2)

ein konstantes Drehmoment für den Schrauber ermittelt, wobei B das garantierte Mindestbruchmoment der Schraube ist. Mit dem konstanten Drehmoment MA werden anschließend alle gewin­ deformenden Schrauben beim Anziehen beaufschlagt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß das Drehmoment MA nicht an das beim Eindrehen einer einzelnen gewindeformenden Schraube je­ weils auftretende Furchmoment, sondern nur an einen stati­ stisch ermittelten Durchschnittswert angepaßt ist. Da das Furchmoment MF beim Eindrehen mehrerer gewindeformenden Schrauben aber stark unterschiedlich sein kann, weist deshalb nach Gleichung (1) auch das Klemm-Moment MK starke Unter­ schiede auf. Dies ist besonders dann von Nachteil, wenn eine definierte Vorspannung des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil benötigt wird. So ergeben sich beispielsweise Nach­ teile, wenn ein Kühlkörper mit dem bekannten Verfahren mit­ tels gewindeformenden Schrauben auf eine Leiterplatte aufge­ schraubt wird, da ein unterschiedliches Klemm-Moment der ge­ windeformenden Schrauben zu einer lokal unterschiedlichen starken Vorspannung des Kühlkörpers an der Leiterplatte und daher zu einem unterschiedlich starken Wärmeübergang auf den Kühlkörper führt. Nachteile ergeben sich auch dort, wo zwei elektrisch leitende Bauteile mit gewindeformenden Schrauben aneinander befestigt werden, da der elektrische Widerstand zwischen diesen Bauteilen von der Vorspannkraft abhängt, mit der die Bauteile gegeneinander angedrückt werden.a constant torque for the screwdriver is determined, where B is the guaranteed minimum breaking torque of the screw. The constant torque M A is then applied to all the thread-deforming screws when tightening. A disadvantage of this method is that the torque M A is not adapted to the forming torque that occurs when a single thread-forming screw is screwed in, but only to a statically determined average value. However, since the forming torque M F can vary considerably when several thread-forming screws are screwed in, the clamping torque M K also has strong differences according to equation (1). This is particularly disadvantageous if a defined preload of the first component on the second component is required. For example, there are parts when a heat sink is screwed onto the circuit board by means of thread-forming screws, since a different clamping torque of the thread-forming screws leads to a locally different strong bias of the heat sink on the circuit board and therefore to one leads to different heat transfer to the heat sink. Disadvantages also arise where two electrically conductive components are fastened to one another with thread-forming screws, since the electrical resistance between these components depends on the pretensioning force with which the components are pressed against one another.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 werden die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile vermieden und erreicht, daß die Bau­ teile über gewindeformende Schrauben mit einer möglichst gleichbleibenden Vorspannung aneinander befestigt werden können. Bei dem vorgestellten Verfahren wird das Drehmoment MA beim Anziehen in Abhängigkeit vom Furchmoment für jede Schraube in der Fertigung individuell festgelegt. Vorteil­ haft wird dabei das Drehmoment MA, mit dem eine einzelne ge­ windeformende Schraube angezogen wird, an das beim Ein­ schrauben dieser gewindeformenden Schraube auftretende Furchmoment MF angepaßt. Auf diese Weise wird eine Befesti­ gung von Bauteilen mit kleinstmöglicher Schwankung des Klemm-Moments MK und somit der Vorspannung erreicht.By the method according to the invention with the characterizing features of claim 1, the disadvantages occurring in the prior art are avoided and achieved that the construction parts can be fastened to one another with thread tensioning screws with as constant a bias as possible. In the method presented, the torque M A when tightening is determined individually for each screw in production as a function of the forming torque. Advantageously, the torque M A , with which a single ge thread-forming screw is tightened, to the screw torque M F that occurs when screwing this thread-forming screw. In this way, fastening of components with the smallest possible fluctuation in the clamping torque M K and thus the preload is achieved.

Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen des Verfahrens werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.Advantageous designs and further developments of the method are characterized by the features specified in the subclaims enables.

So ist es besonders vorteilhaft, wenn das Furchmoment mit einer Meßeinrichtung erfaßt wird und einer mit einer An­ triebseinheit des Schraubers verbundenen elektronischen Steuereinrichtung zugeführt wird, wobei die Steuereinrich­ tung aus dem Wert für das Furchmoment einen Wert für das Drehmoment berechnet und der Antriebseinheit des Schraubers übermittelt, so daß die gewindeformende Schraube mit dem so berechneten Wert für das Drehmoment angezogen wird. An der Steuereinrichtung kann der Wert MK für die Vorspannung zwi­ schen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil voreinge­ stellt werden. Die Steuereinrichtung summiert dann den ge­ messenen Wert MF für das Furchmoment und den an der Steuer­ einrichtung voreingestellten Wert MK und steuert mit dem so gebildeten Summenwert MA für das Drehmoment die Antriebsein­ heit des Schraubers in der zweiten Phase beim Anziehen der gewindeformenden Schraube an. Auf dieser Weise wird zuver­ lässig erreicht, daß die Klemm-Momente MK der gewindeformen­ den Schraube nicht stark voneinander abweichen.It is particularly advantageous if the grooving moment is detected with a measuring device and is supplied to an electronic control unit connected to a drive unit of the screwdriver, the control device calculating a value for the torque from the value for the grooving moment and transmitting it to the drive unit of the screwdriver , so that the thread-forming screw is tightened with the torque value calculated in this way. The value M K for the pretension between the first component and the second component can be preset on the control device. The control device then adds up the measured value M F for the forming torque and the value M K preset on the control device and controls the drive unit of the screwdriver in the second phase when the thread-forming screw is tightened with the total value M A thus formed for the torque . In this way it is reliably achieved that the clamping moments M K of the thread forms do not deviate greatly from the screw.

Besonders vorteilhaft ist, wenn in der ersten Phase beim Eindrehen der gewindeformenden Schraube das Furchmoment in einem vorgegebenen Intervall laufend gemessen und der je­ weils gemessene Wert der Steuereinrichtung übermittelt wird. Hierdurch wird eine stetige Überwachung des Furchmomentes während des Eindrehens der gewindeformenden Schraube in der ersten Phase ermöglicht. Vorteilhaft wird dabei der kurz vor Anlage des Schraubenkopfes an dem ersten Bauteil von der Steuereinrichtung zuletzt erfaßte Wert MF für das Furchmo­ ment zur Berechnung des Drehmomentes MA verwandt, mit dem diese gewindeformende Schraube in der zweiten Phase angezo­ gen wird.It is particularly advantageous if, in the first phase, when the thread-forming screw is screwed in, the groove torque is continuously measured in a predetermined interval and the value measured in each case is transmitted to the control device. This enables constant monitoring of the grooving torque during the screwing in of the thread-forming screw in the first phase. Advantageously, the value M F last recorded by the control device shortly before contact of the screw head on the first component for the Furchmo element is used to calculate the torque M A with which this thread-forming screw is tightened in the second phase.

Besonders vorteilhaft ist, daß an der Steuereinrichtung ein Höchstwert MO einstellbar ist und daß die Steuereinrichtung die Antriebseinheit des Schraubers abschaltet, wenn der Wert MF für das gemessene Furchmoment oberhalb des voreingestell­ ten Höchstwertes MO liegt. Mit dieser Maßnahme wird ein Bruch der gewindeformenden Schraube zuverlässig vermieden.It is particularly advantageous that a maximum value M O can be set on the control device and that the control device switches off the drive unit of the screwdriver when the value M F for the measured forming torque is above the pre-set maximum value M O. This measure reliably prevents breakage of the thread-forming screw.

Vorteilhaft kann an der Steuereinrichtung ein Mindestwert MU eingestellt werden. Liegt der Wert MF für das gemessene Furchmoment unterhalb des voreingestellten Mindestwertes MU steuert die Steuereinrichtung die Antriebseinheit des Schraubers mit einem voreingestellten konstanten Wert für das Drehmoment beim Anziehen der gewindeformenden Schraube an.A minimum value M U can advantageously be set on the control device. If the value M F for the measured forming torque is below the preset minimum value M U , the control device controls the drive unit of the screwdriver with a preset constant value for the torque when the thread-forming screw is tightened.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn der Drehwinkel ϕ der gewin­ deformenden Schraube beim Eindrehen von der Meßeinrichtung erfaßt und der Steuereinrichtung zugeführt wird und wenn an der Steuereinrichtung ein von der Länge der gewindeformendne Schraube abhängiger Schwellwert ϕs für den Drehwinkel ϕ ein­ gestellt ist und die gewindeformende Schraube mit dem von der Steuereinrichtung berechneten Drehmoment angezogen wird, wenn der von der Steuereinrichtung erfaßte Drehwinkel ϕ den voreingestellten Schwellwert ϕs überschreitet.It is also advantageous if the angle of rotation ϕ of the thread-deforming screw is detected by the measuring device when it is screwed in and fed to the control device and if a threshold value ϕ s for the angle of rotation ϕ which is dependent on the length of the thread-forming screw is set on the control device and the thread-forming screw is tightened with the torque calculated by the control device when the angle of rotation ϕ detected by the control device exceeds the preset threshold value ϕ s .

Vorteilhaft kann an der Steuereinrichtung ein Maximaldreh­ winkel ϕM voreingestellt sein, wobei die Steuereinrichtung die Antriebseinheit des Schraubers abschaltet, wenn der von der Steuereinrichtung erfaßt Drehwinkel ϕ den Wert für den Maximaldrehwinkel ϕM überschreitet.A maximum rotation angle ϕ M can advantageously be preset on the control device, the control device switching off the drive unit of the screwdriver when the rotation angle ϕ detected by the control device exceeds the value for the maximum rotation angle ϕ M.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawings shown and is described in more detail in the following description explained. It shows

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung der Bauteile mit der ge­ windeformenden Schraube und eine schematische Darstellung des Schraubers mit der Steuereinrichtung, Fig. 1 is a cross sectional view of the components having the ge thread-forming screw and a schematic representation of the screwdriver with the control device,

Fig. 2-4 drei Meßdiagramme für drei verschiedene gewinde­ formende Schrauben, welche die dem Drehmoment des Schraubers entgegenwirkenden Momente über dem Drehwinkel zeigen. Fig. 2-4 three measurement diagrams for three different thread-forming screws, which show the torque counteracting the torque over the angle of rotation.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

Fig. 1 zeigt ein ersten plattenförmiges Bauteil 1 und ein zweites plattenförmiges Bauteil 2, die mit zwei ebenen Anla­ geflächen aufeinander gelegt sind und über mehrere gewinde­ formende Schrauben 3 miteinander verbunden werden sollen. Von den gewindeformenden Schrauben ist in Fig. 1 nur eine darge­ stellt. Das Bauteil 2 kann ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Leiterplatte, kann aber auch jedes andere Bauteil sein, in das eine gewindeformende Schraube eingedreht werden kann, beispielsweise eine Holzwand, ein Kunststoffblock, Metall­ block usw. Das Bauteil 1 ist hier ein Kühlkörper aus Metall, der auf der Leiterplatte 1 befestigt werden soll, kann aber ebenfalls ein beliebiges anderes Bauteil aus einem anderen Material sein. Das Bauteil 1 ist mit Ausnehmungen 6 in Form von Bohrungen versehen. Die gewindeformende Schraube 3 wird mit dem Schraubenschaft 11 in die Ausnehmung 6 eingesetzt und mit dem Schrauber 4 in das zweite Bauteil 2 eingedreht. Der Durchmesser des Schraubenkopfes 10 ist größer als der Durch­ messer der Ausnehmung 6, so daß der Schraubenkopf 10 in der Endphase des Eindrehens an dem Bauteil 1 zur Anlage gelangt. Der Schrauber 4 wird mit einer Schraubspindel 20 in den Schraubenkopf 10 eingesetzt, welche Schraubspindel von einer Antriebseinheit 22 angetrieben wird. Beim Eindrehen der ge­ windeformenden Schraube in das zweite Bauteil 2 tritt ein Furchmoment MF auf, welches dem von der Schraubspindel 20 auf die Schraube übertragenen Drehmoment entgegenwirkt. Wenn der Schraubenkopf 10 an dem ersten Bauteil 1 zur Anlage gelangt, wird die gewindeformende Schraube 3 in einer sich an die er­ sten Phase anschließenden zweiten Phase mit einem Drehmoment MA angezogen und das erste Bauteil 1 gegen das zweite Bauteil 2 vorgespannt. Fig. 1 shows a first plate-shaped component 1 and a second plate-shaped component 2 , which are placed on one another with two flat contact surfaces and are to be connected to one another by means of a plurality of thread-forming screws 3 . Of the thread-forming screws, only one is shown in Fig. 1. Component 2 can be a printed circuit board in this exemplary embodiment, but can also be any other component into which a thread-forming screw can be screwed, for example a wooden wall, a plastic block, metal block, etc. Component 1 is a heat sink made of metal here to be attached to the circuit board 1 , but can also be any other component made of a different material. The component 1 is provided with recesses 6 in the form of bores. The thread-forming screw 3 is inserted into the recess 6 with the screw shaft 11 and screwed into the second component 2 with the screwdriver 4 . The diameter of the screw head 10 is larger than the diameter of the recess 6 , so that the screw head 10 arrives at the component 1 in the final phase of screwing. The screwdriver 4 is inserted with a screw spindle 20 into the screw head 10 , which screw spindle is driven by a drive unit 22 . When screwing the ge windeforming screw into the second component 2 , a grooving torque M F occurs, which counteracts the torque transmitted from the screw 20 to the screw. When the screw head 10 comes into contact with the first component 1 , the thread-forming screw 3 is tightened with a torque M A in a phase which adjoins the first phase and the first component 1 is preloaded against the second component 2 .

Der Schrauber 4 weist eine Meßeinrichtung 21 auf, welche den Drehwinkel ϕ der Schraubspindel 20 und das Furchmoment MF beim Eindrehen erfaßt- und einer elektronischen Steuereinrich­ tung 23 zuführt. Das Furchmoment kann beispielsweise mit ei­ nem geeigneten Sensor durch Messung der Induktivitätsänderung bei einer Torsion der Schraubspindel 20 erfaßt werden. Die gemessenen Werte sind für ein erstes Beispiel in Fig. 2 dar­ gestellt. Bei diesem Beispiel wird die gewindeformende Schraube in ein Bauteil 2 eingedreht, dessen Dicke geringer als die Länge der Schraube ist. Die gewindeformende Schraube 3 tritt daher auf der von dem Bauteil 1 abgewandten Seite des Bauteils 2 wieder aus dem Bauteil 2 aus. Das Furchmoment steigt daher zunächst an und fällt dann wieder ab. In einem vorgegebenen Drehwinkelintervall von 0° bis etwa 3900° wird das aufgetretene Furchmoment MF von der Steuereinrichtung ausgewertet. Weiterhin ist an der Steuereinrichtung ein Wert für das Klemm-Moment MK der gewindeformenden Schraube von beispielsweise 1,0 Nm und ein von der Länge und Geometrie der gewindeformenden Schraube abhängiger Schwellwert ϕs für den Drehwinkel voreinstellbar. Das Erreichen des Schwellwertes ϕs signalisiert der Steuereinrichtung das Ende der ersten Phase des Eindrehens und den Beginn einer zweiten Phase, in welcher der Schraubenkopf 10 an dem ersten Bauteil 1 anliegt und in der ein Anziehen der gewindeformende Schraube 3 bewirkt, daß das erste Bauteil 1 gegen das zweite Bauteil 2 vorgespannt wird. Der von der Steuereinrichtung 23 in der ersten Phase bei 3900° zuletzt erfaßte Wert für das Furchmoment MF, der in Fig. 2 etwa 0,3 Nm beträgt, wird von der Steuereinrichtung zu dem an der Steuereinrichtung auf 1,0 Nm voreingestellten Wert MK für das Klemm-Moment addiert. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, wird die gewindeformende Schraube dann in der zweiten Phase mit dem resultierenden Drehmoment von 1,3 Nm angezogen. Bei Erreichen dieses Wertes schaltet die Steuereinrichtung die Antriebseinheit des Schraubers ab.The screwdriver 4 has a measuring device 21 , which detects the angle of rotation ϕ of the screw spindle 20 and the forming torque M F during screwing-in and supplies an electronic control device 23 . The cogging torque can be detected, for example, with a suitable sensor by measuring the change in inductance when the screw spindle 20 is twisted. The measured values are shown for a first example in FIG. 2. In this example, the thread-forming screw is screwed into a component 2 whose thickness is less than the length of the screw. The thread-forming screw 3 therefore emerges again from the component 2 on the side of the component 2 facing away from the component 1 . The moment of fear therefore rises first and then falls again. In a predetermined angle of rotation interval from 0 ° to approximately 3900 °, the grooving torque M F that has occurred is evaluated by the control device. Furthermore, a value for the clamping torque M K of the thread-forming screw of, for example, 1.0 Nm and a threshold value ϕ s dependent on the length and geometry of the thread-forming screw for the angle of rotation can be preset on the control device. When the threshold value ϕ s is reached , the control device signals the end of the first phase of screwing in and the beginning of a second phase, in which the screw head 10 rests on the first component 1 and in which tightening the thread-forming screw 3 causes the first component 1 is biased against the second component 2 . The value for the forward torque M F last recorded by the control device 23 in the first phase at 3900 °, which is approximately 0.3 Nm in FIG. 2, becomes from the control device to the value M preset on the control device to 1.0 Nm K added for the clamping moment. As can be seen in FIG. 2, the thread-forming screw is then tightened in the second phase with the resulting torque of 1.3 Nm. When this value is reached, the control device switches off the drive unit of the screwdriver.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem die gewindefor­ mende Schraube 3 das Bauteil 2 nicht durchdringt. Das Furchmoment steigt daher stetig an. Das zuletzt gemessene Furchmoment beträgt 0,72 Nm. Die Steuereinrichtung berechnet ein Drehmoment von 1,72 Nm, mit dem die gewindeformende Schraube in der zweiten Phase angezogen wird. In Fig. 4 sind die gemessenen Werte für das Furchmoment für ein drittes Bei­ spiel dargestellt. In diesem Fall steigt das Furchmoment in­ nerhalb des Meßintervalls auf einen Wert von 1.1 Nm an. Die Steuereinrichtung berechnet in diesem Fall ein Drehmoment von 2,1 Nm, mit dem die gewindeformende Schraube in der zweiten Phase angezogen wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß alle gewindeformenden Schrauben unabhängig vom jeweiligen Furchmo­ ment mit dem gleichen Klemm-Moment MK von 1 Nm angezogen wer­ den. Fig. 3 shows another example in which the gewindefor-inhibiting screw 3, the component 2 does not penetrate. The moment of fear therefore rises steadily. The last measured torque is 0.72 Nm. The control device calculates a torque of 1.72 Nm, with which the thread-forming screw is tightened in the second phase. In FIG. 4, the measured values of the thread-forming torque for a third are shown when the game. In this case, the grooving torque increases to a value of 1.1 Nm within the measuring interval. In this case, the control device calculates a torque of 2.1 Nm, with which the thread-forming screw is tightened in the second phase. In this way it is achieved that all thread-forming screws regardless of the respective Furchmo element with the same clamping torque M K of 1 Nm who the.

In dem vorangestellten Beispiel sollen die gewindeformenden Schrauben mit keinem größeren Drehmoment als 2,8 Nm beauf­ schlagt werden (garantiertes Mindestbruchmoment der Schrau­ be). Deshalb ist an der Steuereinrichtung ein Höchstwert MO für das Furchmoment von 1, 2 Nm eingestellt. Überschreitet der gemessene Wert für das Furchmoment den Höchstwert MO inner­ halb des Auswerteintervalls schaltet die Steuereinrichtung 23 die Antriebseinheit 22 des Schraubers 4 automatisch ab. In dem hier dargestellten Beispiel ist bei Erreichen des Höchst­ wertes die Summe aus Furchmoment und Klemm-Moment immer klei­ ner als das Mindestbruchmoment der gewindeformenden Schraube von 2,8 Nm. Ein Schraubenbruch wird daher sicher vermieden.In the preceding example, the thread-forming screws should not be subjected to a torque greater than 2.8 Nm (guaranteed minimum breaking torque of the screw). Therefore, a maximum value M O for the forming torque of 1.2 Nm is set on the control device. If the measured value for the grooving moment exceeds the maximum value M O within the evaluation interval, the control device 23 automatically switches off the drive unit 22 of the screwdriver 4 . In the example shown here, when the maximum value is reached, the sum of the forming torque and the clamping torque is always smaller than the minimum breaking torque of the thread-forming screw of 2.8 Nm. A broken screw is therefore avoided.

Außerdem ist an der Steuereinrichtung ein Mindestwert MU ein­ stellbar. Unterschreitet der gemessene Wert für das Furchmo­ ment MF den Mindestwert MU, so wird die gewindeformende Schraube mit einem vorgegebenen, konstanten Wert für das Drehmoment angezogen.In addition, a minimum value M U can be set on the control device. If the measured value for the groove torque M F falls below the minimum value M U , the thread-forming screw is tightened with a predetermined, constant value for the torque.

Um zu vermeiden, daß versehentlich eine zu lange gewindefor­ mende Schraube in das zweite Bauteil 2 eingedreht wird, ist an der Steuereinrichtung 23 ein Maximaldrehwinkel ϕM ein­ stellbar, bei dessen Erreichen die Steuereinrichtung die An­ triebseinheit 22 des Schraubers abschaltet und eine Fehler­ meldung ausgibt.To avoid accidentally screwing too long a thread into the second component 2 , a maximum angle of rotation ϕ M can be set on the control device 23 , upon reaching which the control device switches off the drive unit 22 of the screwdriver and outputs an error message.

Claims (9)

1. Verfahren zur Befestigung von Bauteilen mit wenigstens einer gewindeformenden Schraube (3), welche gewindeformende Schraube einen Schraubenschaft (11) und einen Schraubenkopf (10) aufweist, mit dem Schraubenschaft durch eine Ausnehmung (6) eines ersten Bauteils (1) hindurchgeführt und mittels eines Schraubers (4) in einer ersten Phase in ein zweites Bauteil (2) eingedreht wird, bis der Schraubenkopf (10) an dem ersten Bauteil (1) zur Anlage gelangt, und wobei in ei­ ner anschließenden zweiten Phase durch Anziehen der gewinde­ formenden Schraube (3) das erste Bauteil (1) gegen das zwei­ te Bauteil (2) vorgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Phase das beim Eindrehen dieser gewindeformen­ den Schraube auftretende Furchmoment erfaßt wird und daß aus dem erfaßten Wert (MF) für das Furchmoment ein Wert (MA) für das Drehmoment ermittelt wird, mit dem diese gewindeformende Schraube anschließend in der zweiten Phase beim Anziehen be­ aufschlagt wird.1. A method for fastening components with at least one thread-forming screw ( 3 ), which thread-forming screw has a screw shaft ( 11 ) and a screw head ( 10 ), with the screw shaft through a recess ( 6 ) of a first component ( 1 ) and by means of a screwdriver ( 4 ) is screwed into a second component ( 2 ) in a first phase until the screw head ( 10 ) comes into contact with the first component ( 1 ), and in a subsequent second phase by tightening the thread-forming screw ( 3 ) the first component ( 1 ) is biased against the second component ( 2 ), characterized in that in the first phase the cogging torque occurring when screwing in these thread forms is recorded and that from the recorded value (M F ) for the forming torque a value (M A ) for the torque is determined, with which this thread-forming screw is then applied in the second phase when tightening d. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Furchmoment mit einer Meßeinrichtung (21) erfaßt wird und einer mit einer Antriebseinheit (22) des Schraubers (4) verbundenen elektronischen Steuereinrichtung (23) zugeführt wird, wobei die Steuereinrichtung (23) aus dem Wert (MF) für das Furchmoment einen Wert (MA) für das Drehmoment berechnet und der Antriebseinheit (22) des Schraubers (4) übermittelt, so daß die gewindeformende Schraube (3) in der zweiten Phase mit dem so berechneten Wert (MA) für das Drehmoment angezo­ gen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the forming moment is detected with a measuring device ( 21 ) and an electronic control device ( 23 ) connected to a drive unit ( 22 ) of the screwdriver ( 4 ) is supplied, the control device ( 23 ) being off calculates a value (M A ) for the torque from the value (M F ) for the forming torque and transmits it to the drive unit ( 22 ) of the screwdriver ( 4 ), so that the thread-forming screw ( 3 ) in the second phase with the value thus calculated ( M A ) is tightened for the torque. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (23) den Wert (MF) für das Furchmoment und einen an der Steuereinrichtung voreingestellten Wert (MK) für die Vorspannung des ersten Bauteils (1) an dem zweiten Bauteil (2) summiert und mit dem so gebildeten Sum­ menwert (MA) für das Drehmoment die Antriebseinheit (22) des Schraubers (4) in der zweiten Phase beim Anziehen der gewin­ deformenden Schraube (3) ansteuert.3. The method according to claim 2, characterized in that the control device ( 23 ) has the value (M F ) for the forward moment and a preset value on the control device (M K ) for the preload of the first component ( 1 ) on the second component ( 2 ) summed and with the sum value thus formed (M A ) for the torque, the drive unit ( 22 ) of the screwdriver ( 4 ) in the second phase when tightening the thread-deforming screw ( 3 ). 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Phase beim Eindrehen der gewindeformenden Schrau­ be (3) das Furchmoment in einem vorgegebenen Intervall lau­ fend gemessen wird und der jeweils gemessene Wert der Steu­ ereinrichtung (23) übermittelt wird.4. The method according to claim 2, characterized in that in the first phase when screwing in the thread-forming screw ( 3 ) the forming torque is measured in a predetermined interval and the respectively measured value of the control device ( 23 ) is transmitted. 5. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der kurz vor Anlage des Schrauben­ kopfes (10) an dem ersten Bauteil (1) von der Steuereinrich­ tung (23) zuletzt erfaßte Wert (MF) für das Furchmoment der gewindeformenden Schraube (3) zur Berechnung des Drehmomen­ tes verwandt wird, mit dem diese gewindeformende Schraube in der zweiten Phase angezogen wird.5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the shortly before the screw head ( 10 ) on the first component ( 1 ) by the Steuereinrich device ( 23 ) last recorded value (M F ) for the The cogging torque of the thread-forming screw ( 3 ) is used to calculate the torque with which this thread-forming screw is tightened in the second phase. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuereinrichtung (23) ein Höchstwert (MO) einstellbar ist und daß die Steuereinrichtung die Antriebseinheit (22) des Schraubers (4) abschaltet, wenn der Wert (MF) für das gemessene Furchmoment oberhalb des voreingestellten Höchst­ wertes (MO) liegt.6. The method according to claim 4, characterized in that on the control device ( 23 ) a maximum value (M O ) is adjustable and that the control device switches off the drive unit ( 22 ) of the screwdriver ( 4 ) when the value (M F ) for the measured groove torque is above the preset maximum value (M O ). 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuereinrichtung (23) ein Mindestwert (MU) einstellbar ist und daß die Steuereinrichtung die Antriebseinheit (22) des Schraubers (4) mit einem voreingestellten konstanten Wert für das Drehmoment beim Anziehen der gewindeformenden Schraube ansteuert, wenn der Wert (MF) für das gemessene Furchmoment unterhalb des voreingestellten Mindestwertes (MU) liegt.7. The method according to claim 4, characterized in that on the control device ( 23 ) a minimum value (M U ) is adjustable and that the control device, the drive unit ( 22 ) of the screwdriver ( 4 ) with a preset constant value for the torque when tightening the controls the thread-forming screw if the value (M F ) for the measured forming torque is below the preset minimum value (M U ). 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel (ϕ) der gewindeformenden Schraube (3) beim Eindrehen von der Meßeinrichtung (21) er­ faßt und der Steuereinrichtung (23) zugeführt wird, daß an der Steuereinrichtung ein von der Länge der gewindeformenden Schraube (3) abhängiger Schwellwert (ϕs) für den Drehwinkel (ϕ) eingestellt ist, und daß die gewindeformende Schraube (3) mit dem von der Steuereinrichtung berechneten Drehmoment angezogen wird, wenn der von der Steuereinrichtung erfaßte Drehwinkel (ϕ) den voreingestellten Schwellwert (ϕs) über­ schreitet.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the angle of rotation (ϕ) of the thread-forming screw ( 3 ) when it is screwed in by the measuring device ( 21 ) and the control device ( 23 ) is supplied that one of the control device Length of the thread-forming screw ( 3 ) dependent threshold value (ϕ s ) for the angle of rotation (ϕ) is set, and that the thread-forming screw ( 3 ) is tightened with the torque calculated by the control device when the angle of rotation detected by the control device (ϕ) exceeds the preset threshold (ϕ s ). 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuereinrichtung (23) ein Maximaldrehwinkel (ϕM) vor­ eingestellt ist und daß die Steuereinrichtung die Antriebs­ einheit (22) des Schraubers (4) abschaltet, wenn der von der Steuereinrichtung (23) erfaßt Drehwinkel (ϕ) den Wert für den Maximaldrehwinkel (ϕM) überschreitet.9. The method according to claim 8, characterized in that a maximum angle of rotation (ein M ) is set before on the control device ( 23 ) and that the control device switches off the drive unit ( 22 ) of the screwdriver ( 4 ) when the control device ( 23 ) detects the angle of rotation (ϕ) exceeds the value for the maximum angle of rotation (ϕ M ).
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