DE202023106382U1

DE202023106382U1 - Repair device for fastening threads

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Publication number: DE202023106382U1
Application number: DE202023106382.9U
Authority: DE
Original assignee: Atlas Skilltech Univ; Atlas Skilltech University
Current assignee: Atlas Skilltech Univ; Atlas Skilltech University
Priority date: 2023-11-01
Filing date: 2023-11-01
Publication date: 2023-11-28
Anticipated expiration: 2033-11-02

Abstract

Eine Reparaturvorrichtung für Befestigungsgewinde, bestehend aus:
i. ein mit der Vorrichtung verbundenes Gehäuse 1, das mit mehreren motorisierten Rädern 2 ausgestattet ist, die aktiviert werden, um das Gehäuse 1 in der Nähe eines Werkstücks mit einem Befestigungselement zu positionieren, dessen Gewinde repariert werden soll;
ii. eine auf künstlicher Intelligenz basierende Kamera 3, die über dem Gehäuse 1 angebracht ist, um mehrere Bilder der Umgebung aufzunehmen, um den Zustand des Befestigungsgewindes zu erfassen und die erfassten Daten an einen über dem Gehäuse installierten Mikrocontroller zu senden;
iii. eine Plattform 4, die mit dem Gehäuse 1 über ein Paar von teleskopisch betätigten Stangen 5 verbunden ist, die durch den Mikrocontroller aktiviert werden, um auszufahren/einzuziehen, um die Plattform 4 in der Nähe des Befestigungselements zu positionieren, wobei ein motorisiertes Universalgelenk zwischen der Stange und dem Gehäuse 1 verbunden ist, das durch den Mikrocontroller aktiviert wird, um der Plattform 4 eine multidirektionale Bewegung zu verleihen;
iv. einen Korrosionserfassungssensor, der über der Plattform 4 installiert ist, um Korrosion über dem Befestigungselement zu erfassen, wobei der Mikrocontroller bei erfolgreicher Erfassung eine Pumpe aktiviert, die in einer mit dem Gehäuse 1 verbundenen Kammer installiert ist, um eine Korrosionsschutzlösung über dem Befestigungselement abzugeben, um die Korrosion vom Gewinde des Befestigungselements zu beseitigen;
v. einen LIDAR (Light Detection and Ranging Sensor), der über der Plattform 4 installiert ist, um Wurzel, Steigung und Winkel des Gewindes zu bestimmen, wobei der Sensor die erfassten Daten an den Mikrocontroller sendet, der mehrere pneumatische Blöcke 6 aktiviert, die über der Plattform 4 angeordnet sind, um entsprechend der vom Benutzer geforderten Wurzelsteigung und des Winkels des Gewindes aus- und einzufahren und gleichzeitig die Stangen 5 zu aktivieren, um die Plattform 4 über die Gewinde zu bewegen, um das Gewinde entsprechend dem erforderlichen Winkel und der erforderlichen Steigung des Gewindes zu reparieren; und
vi. einen taktilen Sensor, der über der Plattform 4 installiert ist, um die Härte des Befestigungselements zu erfassen und die erfassten Daten an den Mikrocontroller zu senden, der bei Erfassung einer Härte des Befestigungselements, die über einem Schwellenwert liegt, einen hydraulischen Schieber aktiviert, der zwischen der Stange und der Plattform 4 installiert ist, um die Plattform 4 mit einer Kraft über das Gewinde zu bewegen, um das Gewinde in geeigneter Weise einzuschneiden.

A fastening thread repair device consisting of:
i. a housing 1 connected to the device and equipped with a plurality of motorized wheels 2 which are activated to position the housing 1 in the vicinity of a workpiece with a fastener whose threads are to be repaired;
ii. an artificial intelligence-based camera 3 mounted above the casing 1 to capture multiple images of the environment to detect the condition of the fastening thread and send the captured data to a microcontroller installed above the casing;
iii. a platform 4 connected to the housing 1 via a pair of telescopically operated rods 5 activated by the microcontroller to extend/retract to position the platform 4 in proximity to the fastener, with a motorized universal joint between the rod and the housing 1, which is activated by the microcontroller to give the platform 4 a multidirectional movement;
iv. a corrosion detection sensor installed over the platform 4 to detect corrosion over the fastener, the microcontroller upon successful detection activating a pump installed in a chamber connected to the housing 1 to deliver an anti-corrosion solution over the fastener eliminate corrosion from the threads of the fastener;
v. a LIDAR (Light Detection and Ranging Sensor) installed above the platform 4 to determine the root, pitch and angle of the thread, the sensor sending the acquired data to the microcontroller, which activates several pneumatic blocks 6 located above the Platform 4 are arranged to extend and retract according to the root pitch and angle of the thread required by the user and at the same time activate the rods 5 to move the platform 4 over the threads to adjust the thread according to the required angle and pitch to repair the thread; and
vi. a tactile sensor installed above the platform 4 to detect the hardness of the fastener and send the detected data to the microcontroller which, upon detecting a hardness of the fastener above a threshold value, activates a hydraulic slider between the rod and the platform 4 is installed to move the platform 4 over the thread with a force to cut the thread appropriately.

Description

BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reparaturvorrichtung für Befestigungsmittelgewinde, die in der Lage ist, ein Gewinde eines Befestigungsmittels auf automatisierte Weise zu reparieren und die Gewindebohrungen mit geringerem Zeitaufwand schnell wiederherzustellen. Darüber hinaus ist die vorgeschlagene Vorrichtung auch in der Lage, die Härte des Befestigungselements zu erkennen, dessen Gewinde repariert werden soll, und übt dementsprechend Druck aus, während sie das Gewinde schneidet, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Gewindes zu eliminieren.The present invention relates to a fastener thread repair apparatus capable of repairing a thread of a fastener in an automated manner and quickly restoring the threaded holes with less time. In addition, the proposed device is also capable of detecting the hardness of the fastener whose thread is to be repaired and accordingly applies pressure while cutting the thread to eliminate the possibility of damaging the thread.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gewindeverbindungselemente werden im Wesentlichen dazu verwendet, Objekte miteinander zu verbinden und Komponenten an ihrem Platz zu halten. Traditionell wurden Gewindebefestigungen repariert, indem man mit einem Werkzeug über beschädigte Gewinde fuhr oder eine Mutter auf und ab bewegte, was menschliches Eingreifen und Anstrengungen erforderte, aber im Laufe der Zeit wurden einige Geräte zur Reparatur von Gewindebefestigungen eingeführt, um das manuelle Eingreifen zu reduzieren und eine bessere Effizienz zu erreichen.Threaded fasteners are essentially used to connect objects together and hold components in place. Traditionally, threaded fasteners were repaired by running a tool over damaged threads or moving a nut up and down, which required human intervention and effort, but over time, some threaded fastener repair devices were introduced to reduce manual intervention and to achieve better efficiency.

Obwohl viele herkömmliche Reparaturvorrichtungen für Gewindeverbindungen weit verbreitet sind, sind direkte Schraubverbindungen üblich, bei denen die Befestigung blind ist, d. h. bei denen die Person, die die Schraube von der Seite des äußersten Werkstücks aus anbringt, die Innenseite der Schraubverbindung nicht sehen kann oder keinen Zugang zu ihr hat. Ein gutes Beispiel für eine Blindverbindung ist eine äußere Schraube, die zur Befestigung eines äußeren Fahrzeugblechs an einem inneren Blech oder an einem anderen darunter liegenden Träger angebracht wird. Unter einer Blindverschraubung versteht man eine Verbindung, bei der ein inneres Ende oder eine Seite der Verbindung hinter oder innerhalb einer darunter liegenden Schraubenhalterung für eine Person, die die Verbindung von außen mit einer Schraube herstellt, nicht leicht zugänglich oder sichtbar ist. Ein häufiges Problem bei Blindverschraubungen in weichen oder spröden Materialien oder in relativ dünnwandigen Werkstücken ist die Unfähigkeit des Materials, eine dauerhafte Innengewindeverbindung mit einer Außengewindeschraube aufzunehmen oder zu halten. Selbst wenn anfangs eine zufriedenstellende Schraubverbindung hergestellt wird, neigt der weibliche Teil der Schraubverbindung dazu, im Laufe der Zeit aufgrund von Faktoren wie Vibration und wiederholter Montage/Demontage auszureißen, wobei es nicht immer praktikabel ist, eine solche ausgerissene Schraubverbindung zu reparieren, indem man die darunterliegende Halterung ersetzt oder eine größere Schraube verwendet.Although many conventional threaded connection repair devices are widely used, direct screw connections are common, in which the fastening is blind, i.e. H. where the person installing the screw from the side of the outermost workpiece cannot see or have access to the inside of the screw connection. A good example of a blind joint is an external bolt used to attach an exterior vehicle panel to an interior panel or other underlying support. A blind fitting is a connection in which an internal end or side of the connection behind or within an underlying screw holder is not easily accessible or visible to a person making the connection from the outside with a screw. A common problem with blind fittings in soft or brittle materials or in relatively thin-walled workpieces is the inability of the material to accommodate or hold a permanent internally threaded connection with an externally threaded screw. Even if a satisfactory screw connection is initially made, the female part of the screw connection tends to strip out over time due to factors such as vibration and repeated assembly/disassembly, and it is not always practical to repair such a stripped screw connection by repairing the Bracket underneath replaced or a larger screw used.

US9587662B2 offenbart eine Reparaturvorrichtung für ein mit Gewinde versehenes Schraubenloch zum Reparieren eines ausgerissenen Zielschraubenlochs, so dass die gewünschte Schraube wieder darin befestigt werden kann, und umfasst eine längliche, konische Befestigungshülse mit einer mit Gewinde versehenen Außenfläche und einem im Wesentlichen hohlen, konischen Inneren. Die längliche Befestigungshülse besteht aus zehn einzelnen abbrechbaren Abschnitten, die als ein einziger proximaler Endabschnitt und neun Hülsenabschnitte definiert sind, wobei jeder durch eine umlaufende Kerbe in der Befestigungshülse getrennt ist, wodurch die Größe der Befestigungshülse durch Abbrechen der abbrechbaren Abschnitte an einer gewünschten Stelle geändert werden kann. Der im Wesentlichen hohle, konische Innenraum der Befestigungshülse umfasst vier längliche Laschen, die sich entlang der Wand des konischen Innenraums in der Befestigungshülse verjüngen und eine zusätzliche Oberfläche innerhalb des konischen Innenraums der Befestigungshülse bilden, die mit dem Gewinde der in die Befestigungshülse eingeführten Schraube in Eingriff kommt. US9587662B2 discloses a threaded screw hole repair device for repairing a stripped target screw hole so that the desired screw can be reinstalled therein, and includes an elongated, tapered fastening sleeve having a threaded exterior surface and a substantially hollow, tapered interior. The elongated attachment sleeve consists of ten individual breakaway sections, defined as a single proximal end portion and nine sleeve sections, each separated by a circumferential notch in the attachment sleeve, allowing the size of the attachment sleeve to be changed by breaking off the breakaway sections at a desired location can. The substantially hollow, tapered interior of the mounting sleeve includes four elongated tabs that taper along the wall of the tapered interior in the mounting sleeve and form an additional surface within the tapered interior of the mounting sleeve that engages the threads of the screw inserted into the mounting sleeve comes.

US20140068908 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reparieren von ausgeschlagenen Innengewindebohrungen in Werkstücken, die einen Träger für eine direkte Schraubverbindung bilden. Ein Innengewinde-Verbindungsstück wird aus einem Pop-Niet gebildet, der mit einer verdrehsicheren Außenfläche oder -schicht modifiziert ist, und in das ausgerissene Loch eingesetzt, wobei sein inneres Ende aus der Innenseite des Trägers herausragt und auf herkömmliche Weise zu einem Sekundärkopf vergrößert wird. Die verdrehsichere Außenfläche greift in das Loch ein, so dass eine selbstschneidende Schraube durch den Verbindungsniet geschraubt werden kann, um eine solide, dauerhafte, blinde Schraubverbindung zwischen einem äußeren Werkstück und dem Träger herzustellen. US20140068908 discloses a device and a method for repairing worn internally threaded holes in workpieces that form a support for a direct screw connection. An internally threaded connector is formed from a pop rivet modified with an anti-rotation outer surface or layer and inserted into the ripped hole with its inner end protruding from the inside of the carrier and enlarged into a secondary head in a conventional manner. The non-rotating outer surface engages the hole so that a self-tapping screw can be threaded through the connecting rivet to create a solid, permanent, blind screw connection between an external workpiece and the support.

Konventionell gibt es viele Geräte zur Reparatur von Schraubengewinden, die sich jedoch nicht auf die Erkennung der Härte der Schraube, deren Gewinde repariert werden soll, konzentrieren. Die bisherigen Geräte konzentrieren sich auch nicht auf die Erkennung von Fuß, Steigung und Winkel des Gewindes, um das Gewinde entsprechend zu reparieren.Conventionally, there are many devices for repairing screw threads, but they do not focus on detecting the hardness of the screw whose thread is to be repaired. The previous devices also do not focus on detecting the root, pitch and angle of the thread in order to repair the thread accordingly.

Um die oben genannten Nachteile zu überwinden, besteht in der Technik die Notwendigkeit, eine Vorrichtung zu entwickeln, die in der Lage ist, ein Befestigungselement auf der Grundlage der Erfassung des Gewindegrundes, der Gewindesteigung und des Gewindewinkels zu reparieren, und die auch in der Lage ist, die Härte des Befestigungselements zu erfassen, dessen Gewinde repariert werden soll.In order to overcome the above-mentioned disadvantages, there is a need in the art to develop a device capable of forming a fastener based on the Detecting the thread root, thread pitch and thread angle, and which is also capable of detecting the hardness of the fastener whose thread is to be repaired.

GEGENSTÄNDE DER ERFINDUNGSUBJECTS OF THE INVENTION

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.The main object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die in der Lage ist, ein Gewinde eines Befestigungselements auf automatisierte Weise zu reparieren, um die Gewindelöcher schnell und mit geringem Zeitaufwand wiederherzustellen.The aim of the present invention is to develop a device capable of repairing a thread of a fastener in an automated manner in order to restore the threaded holes quickly and with little expenditure of time.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die in der Lage ist, die Härte des Befestigungselements, dessen Gewinde repariert werden soll, zu erkennen und dementsprechend beim Schneiden des Gewindes Druck auszuüben, um die Gefahr einer Beschädigung des Gewindes zu vermeiden.Another object of the present invention is to develop a device capable of detecting the hardness of the fastener whose thread is to be repaired and accordingly applying pressure when cutting the thread in order to reduce the risk of damaging the thread avoid.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die den Gewindegrund, die Gewindesteigung und den Gewindewinkel bestimmt und die Reparatur des Gewindes entsprechend regelt.A further object of the present invention is to develop a device which determines the root of the thread, the thread pitch and the thread angle and regulates the repair of the thread accordingly.

Die vorgenannten und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei näherer Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, wie sie in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, leicht ersichtlich.The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will be readily apparent upon consideration of the following detailed description of the preferred embodiment as illustrated in the accompanying drawings.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reparaturvorrichtung für Befestigungsmittelgewinde, die in der Lage ist, ein Gewinde eines Befestigungsmittels auf automatisierte Weise zu reparieren, und die ferner in der Lage ist, die Härte des Befestigungsmittels, dessen Gewinde repariert werden soll, zu erkennen und dementsprechend Druck auszuüben, während sie das Gewinde schneidet, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Gewindes zu beseitigen.The present invention relates to a fastener thread repair device capable of repairing a thread of a fastener in an automated manner and further capable of detecting the hardness of the fastener whose thread is to be repaired and applying pressure accordingly while cutting the thread to eliminate the chance of damaging the thread.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Reparaturvorrichtung für Befestigungsmittelgewinde ein mit der Vorrichtung verbundenes Gehäuse, das mit mehreren motorisierten Rädern konfiguriert ist, die aktiviert werden, um das Gehäuse in der Nähe eines Werkstücks mit einem Befestigungsmittel, dessen Gewinde repariert werden soll, zu positionieren, eine auf künstlicher Intelligenz basierende Kamera, die über dem Gehäuse angebracht ist, um mehrere Bilder der Umgebung zum Erfassen des Zustands des Befestigungsmittelgewindes zu erfassen und die erfassten Daten an einen über dem Gehäuse installierten Mikrocontroller zu senden, eine Plattform, die mit dem Gehäuse über ein Paar von teleskopisch betätigten Stangen verbunden ist, die durch den Mikrocontroller aktiviert werden, um auszufahren/einzuziehen, um die Plattform in der Nähe des Befestigungselements zu positionieren, wobei ein motorisiertes Universalgelenk zwischen der Stange und dem Gehäuse verbunden ist, wobei ein motorisiertes Universalgelenk zwischen der Stange und dem Gehäuse eingeklinkt ist, das durch den Mikrocontroller aktiviert wird, um der Plattform eine multidirektionale Bewegung zu verleihen, und ein Korrosionserkennungssensor über der Plattform installiert ist, um Korrosion über dem Befestigungselement zu erkennen, wobei der Mikrocontroller bei erfolgreicher Erkennung eine Pumpe aktiviert, die in einer mit dem Gehäuse verbundenen Kammer installiert ist, um eine Korrosionsschutzlösung über dem Befestigungselement abzugeben, um die Korrosion vom Gewinde des Befestigungselements zu beseitigen.According to one embodiment of the present invention, a fastener thread repair apparatus includes a housing connected to the apparatus and configured with a plurality of motorized wheels that are activated to position the housing proximate a workpiece having a fastener whose threads are to be repaired , an artificial intelligence-based camera mounted above the casing to capture multiple images of the environment to detect the condition of the fastener threads and send the captured data to a microcontroller installed above the casing, a platform connected to the casing above a pair of telescopically operated rods activated by the microcontroller to extend/retract to position the platform proximate the fastener, with a motorized universal joint connected between the rod and the housing, with a motorized universal joint connected between the rod and the housing, which is activated by the microcontroller to impart multi-directional movement to the platform, and a corrosion detection sensor is installed over the platform to detect corrosion over the fastener, the microcontroller activating a pump upon successful detection , which is installed in a chamber connected to the housing to deliver an anti-corrosion solution over the fastener to eliminate corrosion from the threads of the fastener.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die vorgeschlagene Vorrichtung ferner einen LIDAR-Sensor, der über der Plattform installiert ist, um den Gewindegrund, die Gewindesteigung und den Gewindewinkel zu bestimmen, wobei der Sensor die erfassten Daten an den Mikrocontroller sendet, der mehrere über der Plattform angeordnete Pneumatikblöcke aktiviert, um sie entsprechend der vom Benutzer geforderten Gewindesteigung und dem Gewindewinkel auszufahren/einzuziehen und gleichzeitig die Stangen zu aktivieren, um die Plattform über den Gewinden zu bewegen, um das Gewinde entsprechend dem geforderten Winkel und der Gewindesteigung zu reparieren, einen taktilen Sensor, der über der Plattform installiert ist, um die Härte des Befestigungselements zu erkennen und die erfassten Daten an den Mikrocontroller zu senden, der bei Erkennung einer Härte des Befestigungselements, die über einem Schwellenwert liegt, einen hydraulischen Schieber aktiviert, der zwischen der Stange und der Plattform installiert ist, um die Plattform mit einer Kraft über das Gewinde zu bewegen, um das Gewinde in geeigneter Weise zu schneiden, eine Absaugeinheit, die über der Plattform installiert ist, um Staub, der während der Bewegung der Plattform über das Gewinde entsteht, in einen Behälter zu saugen, der mit dem Gehäuse verbunden ist, und eine teleskopisch betätigte Stange, die mit einer Pneumatikeinheit verbunden ist, die einen Luftkompressor, Luftzylinder, Luftventile und einen Kolben umfasst, die zusammenarbeiten, um das Ausfahren und Einfahren der Stangen zu unterstützen.According to another embodiment of the present invention, the proposed device further comprises a LIDAR sensor installed above the platform to determine the thread root, thread pitch and thread angle, the sensor sending the acquired data to the microcontroller, which has several via Activates pneumatic blocks located on the platform to extend/retract according to the thread pitch and thread angle required by the user and at the same time activate the rods to move the platform over the threads to repair the thread according to the required angle and thread angle, a tactile sensor installed above the platform to detect the hardness of the fastener and send the acquired data to the microcontroller which, upon detecting a hardness of the fastener above a threshold, activates a hydraulic slider placed between the rod and the platform is installed to move the platform over the thread with a force to cut the thread appropriately, a suction unit installed above the platform to remove dust generated during the movement of the platform over the thread , sucking into a container connected to the housing and a telescopically operated rod connected to a pneumatic unit that includes an air compressor, air cylinders, air valves and a piston that work together to extend and retract the rods support.

Obwohl die Erfindung mit besonderem Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben und gezeigt wurde, ist es offensichtlich, dass Variationen möglich sind, die in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen würden.Although the invention has been described and shown with particular reference to the preferred embodiment, it is apparent that variations are possible that would fall within the scope of the present invention.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der beigefügten Zeichnung besser verständlich, wobei:

illustriert eine perspektivische Ansicht einer Reparaturvorrichtung für Befestigungsgewinde.

These and other features, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the following description, the appended claims and the accompanying drawings, in which:

illustrates a perspective view of a fastening thread repair device.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die folgende Beschreibung enthält die bevorzugte beste Ausführungsform einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Aus dieser Beschreibung der Erfindung wird deutlich, dass die Erfindung nicht auf diese dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass die Erfindung auch eine Vielzahl von Modifikationen und Ausführungsformen dazu umfasst. Daher sollte die vorliegende Beschreibung als illustrativ und nicht einschränkend angesehen werden. Während die Erfindung für verschiedene Modifikationen und alternative Konstruktionen anfällig ist, sollte es verstanden werden, dass es keine Absicht gibt, die Erfindung auf die spezifische Form zu beschränken, die offenbart wurde, sondern, im Gegenteil, die Erfindung soll alle Modifikationen, alternative Konstruktionen und Äquivalente abdecken, die in den Geist und den Umfang der Erfindung fallen, wie in den Ansprüchen definiert.The following description contains the preferred best mode of an embodiment of the present invention. From this description of the invention it is clear that the invention is not limited to these illustrated embodiments, but that the invention also includes a variety of modifications and embodiments thereto. Therefore, the present description should be viewed as illustrative and not restrictive. While the invention is susceptible to various modifications and alternative constructions, it should be understood that there is no intention to limit the invention to the specific form disclosed, but, on the contrary, the invention is intended to cover all modifications, alternative constructions and Cover equivalents that fall within the spirit and scope of the invention as defined in the claims.

In jeder hier beschriebenen Ausführungsform können die offenen Begriffe „umfassend“, „umfasst“ und dergleichen (die gleichbedeutend sind mit „einschließlich“, „mit“ und „gekennzeichnet durch“) durch die jeweiligen teilweise geschlossenen Ausdrücke „besteht im Wesentlichen aus“, „besteht im Wesentlichen aus“ und dergleichen oder die jeweiligen geschlossenen Ausdrücke „besteht aus“, „besteht aus“ und dergleichen ersetzt werden.In each embodiment described herein, the open terms "comprising", "comprises" and the like (which are synonymous with "including", "with" and "characterized by") may be replaced by the respective partially closed terms "consists essentially of", " consists essentially of” and the like or the respective closed expressions “consists of”, “consists of” and the like can be replaced.

Die hier verwendeten Singularformen „ein“, „ein“ und „die“ bezeichnen sowohl den Singular als auch den Plural, sofern nicht ausdrücklich nur der Singular gemeint ist.The singular forms used here “a”, “an” and “the” refer to both the singular and the plural, unless only the singular is expressly meant.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reparaturvorrichtung für Befestigungsmittelgewinde, die in der Lage ist, ein Gewinde eines Befestigungsmittels in einer automatisierten Weise zu reparieren, und die ferner in der Lage ist, Wurzel, Steigung und Winkel des Gewindes zu bestimmen, und die Vorrichtung regelt dementsprechend den Betrieb der Vorrichtung zur Reparatur des Gewindes.The present invention relates to a fastener thread repair device capable of repairing a thread of a fastener in an automated manner and further capable of determining the root, pitch and angle of the thread and the device controls accordingly Operation of the device for repairing the thread.

In ist eine perspektivische Ansicht einer Reparaturvorrichtung für Befestigungsgewinde dargestellt, die ein Gehäuse 1 mit mehreren motorisierten Rädern 2, eine auf künstlicher Intelligenz basierende Kamera 3, die über dem Gehäuse 1 angebracht ist, eine Plattform 4, die über ein Paar teleskopisch betätigter Stangen 5 mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, mehrere pneumatische Blöcke 6, die über der Plattform 4 angeordnet sind, und einen mit dem Gehäuse 1 verbundenen Behälter 7 umfasst.In 1 is a perspective view of a fastener thread repair device comprising a housing 1 with a plurality of motorized wheels 2, an artificial intelligence-based camera 3 mounted above the housing 1, a platform 4 connected to the housing 1 via a pair of telescopically operated rods 5 Housing 1 is connected, a plurality of pneumatic blocks 6 arranged above the platform 4, and a container 7 connected to the housing 1.

Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 1, das so entwickelt wurde, dass das Gehäuse 1 auf einer festen Oberfläche positioniert ist. Darin sind mehrere motorisierte Räder 2 unterhalb des Gehäuses 1 angeordnet, um das Gehäuse 1 zu manövrieren. Die Räder 2 werden von einem Gleichstrommotor angetrieben, der die Räder 2 mit der erforderlichen Energie versorgt, um das Gehäuse 1 auf der Bodenfläche zu bewegen und das Gehäuse 1 in der Nähe eines Werkstücks mit einem Befestigungselement zu positionieren, dessen Gewinde repariert werden soll.The proposed device comprises a housing 1 designed so that the housing 1 is positioned on a solid surface. Therein, several motorized wheels 2 are arranged below the housing 1 in order to maneuver the housing 1. The wheels 2 are driven by a DC motor, which supplies the wheels 2 with the necessary power to move the housing 1 on the floor surface and to position the housing 1 near a workpiece with a fastener whose threads are to be repaired.

Dabei wird eine auf künstlicher Intelligenz basierende Kamera 3 auf dem Gehäuse 1 installiert, die mehrere Bilder der Umgebung aufnimmt, um den Zustand des Gewindes des Befestigungselements zu erkennen. Die auf künstlicher Intelligenz basierende Kamera 3 besteht hier aus einer Bildaufnahmeanordnung und einem Vorprozessor. Die Bildaufnahmeanordnung besteht aus einer Reihe von Linsen, die Bilder des Befestigungselements aufnehmen können, und speichert die aufgenommenen Bilder in Form von optischen Daten. Der Vorprozessor ist mit Protokollen der künstlichen Intelligenz (KI) ausgestattet, die die Extraktion der erforderlichen Daten aus den aufgenommenen Bildern ermöglicht. Der Prozessor wandelt die extrahierten Daten in digitale Impulse und Bits um, die an einen in das Gerät integrierten Mikrocontroller weitergeleitet werden.A camera 3 based on artificial intelligence is installed on the housing 1, which takes several images of the surroundings in order to detect the condition of the thread of the fastener. The camera 3, which is based on artificial intelligence, consists here of an image recording arrangement and a preprocessor. The image capture assembly consists of a series of lenses capable of capturing images of the fastener and stores the captured images in the form of optical data. The pre-processor is equipped with artificial intelligence (AI) protocols that enable the extraction of the necessary data from the captured images. The processor converts the extracted data into digital pulses and bits, which are forwarded to a microcontroller integrated into the device.

Nach dem Empfang der Daten von der auf künstlicher Intelligenz basierenden Kamera 3 verarbeitet der Mikrocontroller die Daten und bestimmt den Zustand des Gewindes des Befestigungselements. Dabei wird eine Plattform 4 über ein Paar teleskopisch betätigter Stangen 5 mit dem Gehäuse 1 verbunden, um die Plattform 4 in der Nähe des zu reparierenden Befestigungselements zu positionieren.After receiving the data from the artificial intelligence-based camera 3, the microcontroller processes the data and determines the condition of the thread of the fastener. A platform 4 is connected to the housing 1 via a pair of telescopically operated rods 5 to position the platform 4 in the vicinity of the fastener to be repaired.

Die teleskopisch betätigten Stangen 5 sind mit einer Pneumatikeinheit ausgestattet, die aus einem Luftkompressor, Luftventilen, Zylindern und Kolben besteht. Die Luftventile ermöglichen den Eintritt/Austritt von Druckluft aus dem Kompressor. Außerdem öffnen sich die Ventile und die Druckluft tritt in die Zylinder ein, wodurch sich der Luftdruck in den Zylindern erhöht. Der Kolben ist mit den Zylindern verbunden und fährt aufgrund der Erhöhung des Luftdrucks aus. Zum Einfahren des Kolbens wird die Luft aus den Zylindern über die Ventile an den Kompressor abgegeben.The telescopically operated rods 5 are equipped with a pneumatic unit consisting of an air compressor, air valves, cylinders and Piston consists. The air valves allow the entry/exit of compressed air from the compressor. In addition, the valves open and the compressed air enters the cylinders, increasing the air pressure in the cylinders. The piston is connected to the cylinders and extends due to the increase in air pressure. To retract the piston, the air from the cylinders is delivered to the compressor via the valves.

Bei Betätigung von teleskopisch betätigten Stangen 5 durch den Mikrocontroller fahren die Stangen 5 aus und positionieren die Plattform 4 in der Nähe des Befestigungselements. Gleichzeitig betätigt der Mikrocontroller ein motorisiertes Kardangelenk, das zwischen der Stange und dem Gehäuse 1 verbunden ist, um die Plattform 4 zu bewegen. Das Kardangelenk ist hier mit einem Motor gekoppelt, der das Gelenk mit der erforderlichen Energie versorgt, um es in mehrere Richtungen zu bewegen, was zu einer multidirektionalen Bewegung der Plattform 4 führt. Darüber hinaus ist auf der Plattform 4 ein Korrosionssensor installiert, um Korrosion an den Befestigungselementen zu erkennen.When telescopically operated rods 5 are actuated by the microcontroller, the rods 5 extend and position the platform 4 near the fastener. At the same time, the microcontroller operates a motorized universal joint connected between the rod and the housing 1 to move the platform 4. The universal joint is here coupled to a motor which supplies the joint with the necessary energy to move it in multiple directions, resulting in multidirectional movement of the platform 4. In addition, a corrosion sensor is installed on platform 4 to detect corrosion on the fasteners.

Der Korrosionserkennungssensor sendet Ultraschallwellen aus und bestimmt die Dicke der auf dem Verbindungselement gebildeten Schicht. Auf der Grundlage der Dicke der Schicht auf dem Verbindungselement bestimmt der Sensor das Vorhandensein von Korrosion und sendet die erfassten Daten an den Mikrocontroller. Außerdem aktiviert der Mikrocontroller eine Pumpe, die in einer am Gehäuse 1 montierten Kammer installiert ist, in der sich eine Korrosionsschutzlösung befindet, um die Korrosionsschutzlösung auf das Verbindungselement aufzutragen und die Korrosion am Verbindungselement zu beseitigen.The corrosion detection sensor emits ultrasonic waves and determines the thickness of the layer formed on the fastener. Based on the thickness of the layer on the fastener, the sensor determines the presence of corrosion and sends the detected data to the microcontroller. In addition, the microcontroller activates a pump installed in a chamber mounted on the housing 1, in which an anti-corrosion solution is located, to apply the anti-corrosion solution to the connecting element and eliminate corrosion on the connecting element.

Außerdem ist auf der Plattform 4 ein LIDAR-Sensor (Light Detection and Ranging) installiert, der Wurzel, Steigung und Winkel des Gewindes erfasst. Der LIDAR-Sensor sendet ein Laserlicht auf das Befestigungselement aus. Wenn das Licht auf die Oberfläche des Befestigungselements trifft, wird es zum Sensor zurückreflektiert. Anhand des zurückreflektierten Lichts bestimmt der Sensor die Wurzel, die Steigung und den Winkel des Gewindes und sendet die erfassten Daten an den Mikrocontroller, der die erfassten Daten mit einem vorab gespeicherten Schwellenwert vergleicht. Stellt der Mikrocontroller fest, dass der Gewindegrund, die Gewindesteigung und der Gewindewinkel ungeeignet sind, betätigt der Mikrocontroller mehrere auf der Plattform 4 installierte Pneumatikblöcke 6, um sie entsprechend der vom Benutzer gewünschten Gewindesteigung und des Gewindewinkels in Richtung des Befestigungselements auszufahren/einzuziehen.In addition, a LIDAR (Light Detection and Ranging) sensor is installed on platform 4, which records the root, pitch and angle of the thread. The LIDAR sensor emits a laser light onto the fastener. When the light hits the surface of the fastener, it is reflected back to the sensor. Using the reflected light, the sensor determines the root, pitch and angle of the thread and sends the captured data to the microcontroller, which compares the captured data with a pre-stored threshold. If the microcontroller determines that the thread root, thread pitch and thread angle are unsuitable, the microcontroller actuates several pneumatic blocks 6 installed on the platform 4 to extend/retract them towards the fastener according to the thread pitch and thread angle desired by the user.

Die Pneumatikblöcke 6 sind mit einer Pneumatikeinheit ausgestattet, die aus einem Luftkompressor, Luftventilen, Zylindern und Kolben besteht. Die Luftventile ermöglichen den Eintritt/Austritt von Druckluft aus dem Kompressor. Außerdem öffnen sich die Ventile und die Druckluft tritt in die Zylinder ein, wodurch der Luftdruck in den Zylindern erhöht wird. Der Kolben ist mit den Zylindern verbunden und fährt aufgrund der Erhöhung des Luftdrucks aus. Zum Einfahren des Kolbens wird die Luft aus den Zylindern über die Ventile an den Kompressor abgegeben.The pneumatic blocks 6 are equipped with a pneumatic unit consisting of an air compressor, air valves, cylinders and pistons. The air valves allow the entry/exit of compressed air from the compressor. In addition, the valves open and the compressed air enters the cylinders, increasing the air pressure in the cylinders. The piston is connected to the cylinders and extends due to the increase in air pressure. To retract the piston, the air from the cylinders is delivered to the compressor via the valves.

Bei Betätigung der pneumatischen Blöcke 6 durch den Mikrocontroller fahren die Blöcke 6 entsprechend dem erkannten Gewindegrund, der Steigung und dem Winkel des Gewindes aus/ein, um die Blöcke 6 auf dem Gewinde zu positionieren. Gleichzeitig betätigt der Mikrocontroller die Stange, um die Plattform 4 über die Gewinde zu bewegen, um das Gewinde entsprechend dem erforderlichen Winkel und der Steigung des Gewindes zu reparieren.When the pneumatic blocks 6 are actuated by the microcontroller, the blocks 6 move out/in according to the detected thread root, the pitch and the angle of the thread in order to position the blocks 6 on the thread. At the same time, the microcontroller operates the rod to move the platform 4 over the threads to repair the thread according to the required angle and pitch of the thread.

Außerdem ist die Plattform 4 mit einem taktilen Sensor ausgestattet, der die Härte des Befestigungselements erfasst. Der taktile Sensor umfasst ein als Membran bezeichnetes Sensorelement, das die Interaktion der Blöcke 6 mit dem Befestigungselement erfasst. Wenn der Sensor der Interaktion der Blöcke 6 ausgesetzt ist, wird die Membran aktiviert und verhält sich wie ein Schalter. In addition, the platform 4 is equipped with a tactile sensor that detects the hardness of the fastener. The tactile sensor includes a sensor element called a membrane, which detects the interaction of the blocks 6 with the fastening element. When the sensor is exposed to the interaction of the blocks 6, the membrane is activated and behaves like a switch.

Wenn die Wechselwirkung aufgehoben wird, wirkt der Sensor wie ein geschlossener Schalter. Diese Kraft führt zu einer Auslenkung der Membran, die gemessen, in ein elektrisches Signal umgewandelt und an den Mikrocontroller gesendet wird.When the interaction is removed, the sensor acts like a closed switch. This force causes a deflection of the membrane, which is measured, converted into an electrical signal and sent to the microcontroller.

Außerdem ermittelt der Mikrocontroller die Härte des Befestigungselements und vergleicht die ermittelte Härte mit einem vordefinierten Schwellenwert. Falls die ermittelte Härte den Schwellenwert überschreitet, aktiviert der Mikrocontroller einen hydraulischen Schieber, der zwischen der Stange und der Plattform 4 installiert ist, um die Plattform 4 über das Gewinde zu bewegen. Der hydraulische Schieber wird von einem Hydraulikaggregat angetrieben, das den hydraulischen Schieber mit Energie versorgt, um eine Kraft auf die Plattform 4 auszuüben und diese auf das Gewinde zu bewegen, damit das Gewinde in das Befestigungselement geschnitten werden kann.The microcontroller also determines the hardness of the fastener and compares the determined hardness with a predefined threshold value. If the determined hardness exceeds the threshold, the microcontroller activates a hydraulic slider installed between the rod and the platform 4 to move the platform 4 over the thread. The hydraulic pusher is driven by a hydraulic power unit which energizes the hydraulic pusher to exert a force on the platform 4 and move it onto the thread so that the thread can be cut into the fastener.

Nach dem Einschneiden des Gewindes auf dem Befestigungselement betätigt der Mikrocontroller eine auf der Plattform 4 abgebildete Absaugeinheit, um den Staub zu sammeln. Die Absaugeinheit ist mit einem Vakuumsauger und einem Luftkompressor ausgestattet. Wenn der Vakuumsauger gegen den Staub abgedichtet ist, wird über den Luftkompressor Luft aus dem Sauger gepresst, was zur Erzeugung eines Unterdruckbereichs im Sauger beiträgt, um den Staub in der Saugeinheit zu sammeln.After cutting the thread on the fastener, the microcontroller activates a suction unit shown on the platform 4 to collect the dust. The suction unit is equipped with a vacuum cleaner and an air compressor. When the vacuum cleaner is sealed against the dust, over the air compressor forces air out of the vacuum cleaner, which helps create a negative pressure area in the vacuum cleaner to collect the dust in the vacuum unit.

Darüber hinaus ist eine Batterie mit dem Gerät verbunden, um eine konstante Gleichspannung an die Komponenten wie den Mikrocontroller, den Motor usw. zu liefern, die mit dem Gerät verbunden sind. Bei der hier verwendeten Batterie handelt es sich vorzugsweise um eine Lithium-Ionen-Batterie, die wiederaufladbar ist und nach der Entleerung wieder mit Strom versorgt werden muss. Die Batterie speichert den von einer externen Quelle stammenden elektrischen Strom in Form von chemischer Energie, die, wenn sie von den elektrisch betriebenen Komponenten des Geräts benötigt wird, die für das ordnungsgemäße Funktionieren des Geräts erforderliche Energie von der Batterie ableitet.In addition, a battery is connected to the device to provide a constant DC voltage to the components such as the microcontroller, motor, etc. connected to the device. The battery used here is preferably a lithium-ion battery, which is rechargeable and must be supplied with power again after it has been drained. The battery stores the electrical current obtained from an external source in the form of chemical energy, which, when needed by the electrically powered components of the device, derives from the battery the energy required for the device to function properly.

Obwohl das Gebiet der Erfindung hier mit begrenzter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, soll diese Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinne verstanden werden. Verschiedene Modifikationen der offengelegten Ausführungsformen sowie alternative Ausführungsformen der Erfindung werden für den Fachmann durch Bezugnahme auf die Beschreibung der Erfindung offensichtlich werden.Although the field of the invention has been described herein with limited reference to specific embodiments, this description is not intended to be construed in a limiting sense. Various modifications of the disclosed embodiments, as well as alternative embodiments of the invention, will become apparent to those skilled in the art upon reference to the description of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 9587662 B2 [0004]
US 20140068908 [0005]

Claims

A fastening thread repair device consisting of: i. a housing 1 connected to the device and equipped with a plurality of motorized wheels 2 which are activated to position the housing 1 in the vicinity of a workpiece with a fastener whose threads are to be repaired; ii. an artificial intelligence-based camera 3 mounted above the casing 1 to capture multiple images of the environment to detect the condition of the fastening thread and send the captured data to a microcontroller installed above the casing; iii. a platform 4 connected to the housing 1 via a pair of telescopically operated rods 5 activated by the microcontroller to extend/retract to position the platform 4 in proximity to the fastener, with a motorized universal joint between the rod and the housing 1, which is activated by the microcontroller to give the platform 4 a multidirectional movement; iv. a corrosion detection sensor installed over the platform 4 to detect corrosion over the fastener, the microcontroller upon successful detection activating a pump installed in a chamber connected to the housing 1 to deliver an anti-corrosion solution over the fastener to eliminate corrosion from the threads of the fastener; v. a LIDAR (Light Detection and Ranging Sensor) installed above the platform 4 to determine the root, pitch and angle of the thread, the sensor sending the acquired data to the microcontroller, which activates several pneumatic blocks 6 located above the Platform 4 are arranged to extend and retract according to the root pitch and angle of the thread required by the user and at the same time activate the rods 5 to move the platform 4 over the threads to adjust the thread according to the required angle and pitch to repair the thread; and vi. a tactile sensor installed above the platform 4 to detect the hardness of the fastener and send the detected data to the microcontroller which, upon detecting a hardness of the fastener above a threshold value, activates a hydraulic slider between the rod and the platform 4 is installed to move the platform 4 over the thread with a force to cut the thread appropriately.

Device according to Claim 1 , in which a suction unit is installed above the platform 4 in order to suck dust generated when the platform 4 moves over the thread into a container 7 connected to the housing 1.

Device according to Claim 1 , wherein the telescopically operated rod is connected to a pneumatic unit comprising an air compressor, air cylinders, air valves and a piston which work together to assist in the extension and retraction of the rods 5 .

Device according to Claim 1 , wherein a battery is connected to the device to power electrical and electronically operated components connected to the device.