DE2541928C3 - Vorrichtung mit einem Meßgerät zum Anziehen einer Verbindung von Bauteilen, insbesondere einer Schraubverbindung - Google Patents
Vorrichtung mit einem Meßgerät zum Anziehen einer Verbindung von Bauteilen, insbesondere einer SchraubverbindungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Meßgerät zum Anziehen einer Verbindung von
Bauteilen, insbesondere einer Schraubverbindung, bei der die Steigung der die Belastung über der Verformung
br> angebenden Kurve laufend ermittelt und ein Steuersignal
erzeugt wird, sobald die Steigung der Kurve einen bestimmten Wert erreicht hat, insbesondere ein die
Belastung bzw. Belastungssteigerung für die Bauteile
beim Erreichen einer der Fließgrenze oder eines anderen signifikanten Belastungswerts der Bauteile
entsprechenden Steigung beendendes Steuersignal, wobei die Steigung während des Belastungsvorganges
im Anziehbereich der Kurve, etwa in deren geradem TeU, ermittelbar und speicherbar ist, und daß das
Steuersignal erzeugbar ist, sobald die Steigung ein vorbestimmtes Verhältnis zur gespeicherten Steigung
erreicht hat, nach Patent 23 36 896.
Diese Vorrichtung benötigt zur Lösung der gestellten Aufgabe eiDf verhältnismäßig aufwendige Apparatur.
Zur Ermittlung der Drehwinkeländerungen sind zwei Codierer vorgesehen, die zwei in der Arbeitsverbindung
eingeschalteten Codeträgern zugeordnet sind. Aus den durch die Codierer ermittelten Signalen wird über einen
umfangreichen Schaltkreisteil zunächst das jeweils aufgebrachte Drehmoment und dann erst der jeweilige
Drehmoment-Gradient ermittelt, der in der Folge dann über weitere Schaltkreisteile zu dem Steuersignal
verarbeitet wird.
Aus der US-PS 36 61 012 ist eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Messen der Torsionssteifigkeit von Faserbändern bekannt. Darin wird von einer hydraulischen
Drehmoment-Wandler-Einrichtung ein Drehmoment auf das einseitig eingespannte Faserband aufgebracht,
bis der Ausgang des Drehmomentwandlers von dem sich nicht mehr weiter verdrehenden Fasermaterial
festgehalten wird. Der Schlupf zwischen dem eingeleiteten Drehmoment und dem Haltemoment ist das Maß für
die Torsionssteifigkeit des Fasermaterials. Eine hydrautische Drehmomentwandlereinrichtung ist mit der
Drehmomentmeßeinrichtung der anfangs genannen Art nicht vergleichbar. Die bekannte Vorrichtung ist auch
nicht in der Lage, sich selbsttätig das Maß der Drehbelastung zu wählen, das der jeweilige Probekörper
vertragen kann. Unabhängig davon liegen bei der Verdrehung faserförmiger Materialien Verhältnisse vor,
die nicht mit den Verhältnissen beim Herstellen einer Schraubverbindung vergleichbar sind.
Aus der US-PS 35 58 866 ist ein Prüfspannungsanzeiger für ein Belastungs/Spannungs-Priifgerät bekannt.
Dieser Anzeiger enthält einen Meßkreis zum Ermitteln der Spannungs/Dehnungs-Kurve, wobei von einem fest
eingegebenen Dehnungswert ausgegangen wird, bis zu dem die Belastung hochgefahren wird. Die Kurve wird - ·
im betrachteten Teil als geradlinig vorausgesetzt.
Dieser Meßkreis ist nicht vergleichbar mit einer Vorrichtung der hier in Frage stehenden Art bei der
eine nur über einen Teilbereich geradlinige Kurve zugrundegelegt wird und kein fester Dehnungswert
bekannt sein kann, sondern sich die Vorrichtung für die jeweils belasteten Bauteile dem kritischen Punkt selbst
ermittelt
In der Zeitschrift wt 63/285-288, Heft 5, B r e i t i η ger,
wird erläutert wie Drehmomente mittels eines Konstmktionssystems und fluidischer Signale von
Meßgrößenaufnehmern ermittelbar sind. Es werden Bewegungsumformer beschrieben, die jedoch stets nur
das Drehmoment abgreifen können. Ein Verfahren zum Eindrehen von Schrauben oder zur Herstellung einer bo
Bauteilverbindung unter Berücksichtigung des dabei jeweils augenblicklich aufgebrachten Drehmomentes
und der Drehwinkeländerungen wird damit nicht nahegelegt.
Auf den Seiten 289 bis 291 dieser Zeitschrift b5
(Verfasser: O r t w e i η) wird die Drehmomentmessung
allgemein behandelt. Hier wird jedoch z. B. mittels Meßkäfigen und Dehnungsmeßstreifen mit elektrischem
Signalausgang geai beitet Dehnungsmeßstreifen als solche und auch die beschriebene Art der
Signalermittlung sind nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung. Mit den in dieser Literaturstelle
gegebenen Anweisungen können die beim Herstellen einer Schraubverbindung bzw. einer Bauteilverbindung
auftretenden Problemstellungen nicht gelöst werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Haupt patent im Hinblick auf den
apparativen Aufbau und die zur Erzeugung des Steuersignals notwendigen Schaltkreisteile zu vereinfachen
und ihre Gesamtkosten zu verbilligen.
Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß von einer in die Vorrichtung eingegliederten Drehmoment-Meßeinrichtung
ein der Höhe des augenblicklich erteilten Anziehdrehmoments unmittelbar entsprechendes
Signal erzeugbar ist aus dem, mit dem die Drehwinkeländerungen beim Anziehen angebenden
Signal, in einem Analog-Schaltkreis das Steuersignal erzeugbar ist
Damit ist nur mehr ein Codierer bzw. ein Fühler für die Drehwinkeländerungen nötig. Von der Drehmomentmeßeinrichtung
wild bereits ein dem jeweils aufgebrachten Drehmoment entsprechendes Signal
unmittelbar erzeugt so daß auch die zur Erzeugung des Steuersignals notwendigen Schaltkreisteile einfacher
auszugestalten sind. Der Aufbau der Vorrichtung wird kompakt und ihre Herstellungskosten werden verringert
Der Gegenstand der Hauptanmeldung wird vorteilhaft weitergebildet
Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes geben die Unteransprüche an.
Die zum Verständnis der Wirkung der eriindungsgemäßen
Vorrichtung notwendigen Theorien und Gesetzmäßigkeiten sind im Hauptpatent ausführlich erläutert.
Es wird hier darauf verwiesen.
Eine Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
F i g. 1 ein Diagramm für einen typischen Drehmoment/Drehwinkel-Verlauf,
F i g. 2 eine Ableitung des Diagramms von F i g. 1,
F i g. 3 eine Vorrichtung zum Anziehen von Bauteilen einschließlich Schaltbildes und
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in F i g. 7.
Die Diagrammkurve gemäß F i g, 1 zeigt den Zusammenhang zwischen dem beim Anziehen einer
Schraubverbindung aufgebrachten Drehmoment und dem Drehwinkel des Befestigungselements. Das zum
Anziehen eines mit einem Schraubengewinde versehenen Befestigungselementes notwendige Drehmoment
ist eine Funktion von verschiedenen Variablen, nämlich der Steifigkeit der Verbindung, der Nachgiebigkeit des
Befestigungselementes, der Oberflächenreibung und der Form des Gewindes. Der maximale Gradient der
Diagrammkurve an einem Punkt A ist eine Funktion dieser Variablen. Selbst bei einem Befestigungselement
von gegebenem Durchmesser und gegebenem Aufbau des Gewindes kann der Gradient von Fall zu Fall in
weiten Bereichen variieren. Es hat sich herausgestellt, daß die Klemmkraft an der der Gradient beginnt unter
den Maximalwert zu fallen, relativ unabhängig von der Reibung und der Steifigkeit der Verbindung ist und in
erster Linie von der Streckgrenze des FWeuigungselementes
und/oder der Verbindung abhänet. Der mit X bezeichnete Punkt stellt ein«.u Punkt aut der Drehmoment/Drehwinkel-Kurve
dar, an dem das Belestigungselement auf eine Zugspannung in aer Nähe seiner
Streckgrenze angezogen ist. Eine weitere Drehung des Befestigungselemenies würde die Wirkung haben, daß
sich das Drehmoment einem Maximalwert nähert und die Zugspannung in dem Befestigungselement sich der
ßrucl: r.-aniiu7i£ nähern würde. In Abhängigkeit von der -,
Duktilität und den Abmessungen des Befestigungselementes und/oder der Verbindung würde schließlich bei
einem mit Y bezeichneten Punkt der Bruch auftrelen. Die Diagrammkurve kann in drei Abschnitte eingeteilt
werdsn; i<>
I Der Abschnitt vor dem eigentlichen Anziehen,
II das Anziehen und
III der Fließ-und der Bruch-Bereich.
II das Anziehen und
III der Fließ-und der Bruch-Bereich.
15
Im Gebiet I muß die Wirkung von Graten und Unregelmäßigkeiten in den Gewinden des Befestigungselementes
unberücksichtigt bleiben, und deshalb muß die Vorrichtung zur Bestimmung des Gradienten
der Einrichtung zur Übertragung des Drehmomentes zunächst bestimmen oder darüber informiert werden,
daß der Abschnitt I verlassen wurde und das Befestigungselement im Abschnitt II angezogen wird.
Der Eintritt in den Abschnitt II wird durch Messung des Drehmomentes festgestellt Normalerweise wird die
Steigung der Kurve praktisch konstant sein im Abschnitt II, d. h., die Kurve wird annähernd eine gerade
Linie sein; aber wenn die Kurve im Abschnitt II gekrümmt ist, wird die Steigung einen maximalen Wert
bei A erreichen. Wenn das Befestigungselement über den Abschnitt II hinaus angezogen wird, erreicht man
den Abschnitt III; die Steigung der Kurve beginnt abzunehmen, wenn das Befestigungselement anfängt zu
fließen, und schließlich wird das Befestigungselement am Punkt Vbrechen. Der Übergangspunkt Xzwischen
II und III kann der Punkt sein, an dem die Steigung um einen bestimmten Bruchteil der maximalen Steigung bei
A verringert worden ist. Es wird angestrebt, daß ein Befestigungselement bis zum Punkt X angezogen wird,
und deshalb muß die Vorrichtung zur Bestimmung der Steigung in der Lage sein, festzustellen, daß der
Abschnitt II erreicht worden ist und anschließend muß sie die momentane Steigung während des Anziehvorgangs
bestimmen und sie kontinuierlich mit dem maximalen Wert bei A vergleichen, um festzustellen,
wann der Punkt X erreicht worden ist. Wenn die Vorrichtung festgestellt hat daß der Punkt X erreicht
worden ist kann sie einen Stop-Befehl abgeben, so daß die Bedienungsperson den Anziehvorgang des Befestigungselementes
beendet. Als Alternative kann der Stop-Befehl dazu verwendet werden, den Antriebmotor
oder andere Einrichtungen automatisch anzuhalten.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt Die Vorrichtung besitzt einen
Schraubenschlüssel 50 und den z.B. luftgetriebenen Motor 52, dessen Arbeitsweise von einem elektromagnetischen
Ventil 54 gesteuert ist und der eine Abtriebswelle 56 über ein Untersetzungsgetriebe 58
antreibt Die Abtriebswelle 56 trägt Drehglieder 57 und 59 und ist in einem Lager 60 gelagert Das Lager 60 kann
in einem starren Rahmen 62 befestigt sein.
Zwischen dem Getriebe 58 und dem Lager 60 ist als Drehmoment-Meßeinrichtung eine Drehmomentzelle
64 vorgesehen, die ein das augenblicklich abgegebene Drehmoment angebendes Signal erzeugt Die Drehmomentzelle
64 weist ein erstes Befestigungsgrundteil 66 auf, das die Drehmomentzelle mit dem Getriebe 58
verbindet und ein zweites Befestigungsgrundteil 68, das sie mit cieiü Lager 60 verbindet. Zwischen Jcm
Befestigungsgnindteilcn 66 und 68 erstrecken sich in axialer Richtung mehrere verformbare Streben 70.
Zieht der Schlüssel 50 ein Befestigungsmittel an, so bewirkt das auf ihn wirkende Reaktionsdrehmoment,
daß die Streben 70 sich verwinden, wobei die Größe der Verwindung proportional dem Reaktionsdrehmoment
ist, das gleich, jedoch entgegengesetzt dem dem Befestigungsmittel erteilten Drehmoment ist Jede
Sti ehe 70 trägt einen Dehnungsmeßstreifen 72, der in
einer hier nicht gezeigten Wheatstonschen Brückenschä'.tung geschaltet ist, um ein elektrisches Signal zu
erzeugen, das das augenblickliche, an das Befestigungsmittel angegebene Drehmoment angibt Anstelle von
Dehnungsmeßstreifen können auch kontaktierende oder eine sich annähernde Verschiebung angebende
Streifen benutzt werden, um das elektrische Signal zu erzeugen.
Ein Fühler in Form eines Annäherungsdetektors 74 ist durch das Gehäuse des Motors 52 hindurchgreifend
neben und in radialem Abstand von sich drehenden Flügeln 76 des Motors angeordnet wie dies F i g. 4 zeigt
Der Annäherungsdetektor 74 ist eine Induktionsspule, die ein elektrisches Signal erzeugt, wenn Metall durch
ihr magnetisches Feld hindurchgeht. Drehen sich die Flügel 76, so werden Signale von dem Annäherungsdetektor
74 erzeugt die die Drehwinkeländerungen des Befestigungsmittels angeben. Ihre Größe hängt von der
Anzahl der Flügel 76 des Motors 52 und dem Untersetzungsverhältnis des Getriebes 58 ab. Selbstverständlich
kann der Annäherungsdetektor auch mit einem der Zahnräder des Getriebes 58 zusammenwirken.
Fig.3 zeigt die Schaltung für den Meßteil der
Vorrichtung. Das Ausgangssignal von der Drehmomentzelle 64 (augenblickliches Drehmoment) wird über
einen Verstärker 78 gegeben, der die Amplitude des Signals verstärkt Vom Verstärker 78 wird das Signal
durch einen Schieberegisterspeicher 80, 82, 84, 86, der, da die Schaltung analog ist, eine Reihe vcn ladungsgekoppelten
Abtast- und Halteschaltungen aufweist hindurchgegeben. Das Schieberegister wird von Signalen
getaktet die den Drehwinkeländerungen des Befestigungsmittels proportional sind. Dazu werden die
Signale des Annäherungsdetektors 74, die die Form von Nadelimpulsen haben, durch einen Rechteckgenerator
88 hindurchgegeben, der die Signale umformt und über einen Sehnenlängenteiler 90 an einen analogen
Schaltertreiber 92 gibt, der aufeinanderfolgend die Abtast- und Halteschaltungen taktet Der Sehnenlängenteiler
90 ist eine Teilerschaltung, die elektronisch die Impulse vom Rechteckgenerator 88 durch 1, 2, 4, 8, 16
oder 32 teilt so daß jeder Impuls oder jeder zweite Impuls oder jeder vierte Impuls usw. zum Takten des
Schieberegisters benutzt wird. Durch Wahl des geeigneten Teilerverhältnisses in dem Sehnenlängenteiler
90 kann die Sehnenlänge in der Drehmoment/Drehwinkel-Kurve,
über der der Drehmomentgradient gemessen wird, also die Sehnenlänge a und b in F i g. 1,
eingestellt werden.
Der Schaltertreiber 92 stellt sicher, daß jede Abtast-
und Halteschaltung ihr gespeichertes Signal jeweils entladen hat bevor sie ein neues Signal erhält Der
analoge Schaltertreiber 92 taktet nacheinander die Abtast- und Halteschaltungen, indem er zuerst die
Schaltung 86, dann die Schaltung 84, dann die Schaltung 82 und schließlich die Schaltung 80 ansteuert
Die Abtast- und Halteschaltung 86 hat daher ihr
gespeichertes Signal entladen, bevor sie ein neue? Signal
von der Abtast- und Haltesctiaituiig 84 erhält. Das
Ausgar.fcSüignai der Abiast- und Halleschaltung 86 gibt
das Drehmoment für eine bestimmte Drehwmkeländerung an und wird an ein Gradientenicgisier- oder ein ■-,
Vergleicherglied 94 geführt (Differentialverstärker), das außerdem ein Signal vom Verstärker 78 erhält, das de.
augenblickliche Drehmoment angibt. Das Vergleicherglied 94 subtrahiert die Signale voneinander und gibt ein
Ausgangssignal ab, das den augenblicklichen Drehmo- !■>
mentgradienten für das gerade angezogene Befestigungselement angibt. Das Gradientensignal vom Vergleicherglied
94 wird über einen Gradientensignal-Verstärker 96 gegeben, der dieses Signal auf eine für die
übrigen Teile der Schaltung geeignete Amplitude !■>
verstärkt.
Vom Gradientensignal-Verstärker 96 wird das augenblickliche Gradientensignal an eine Einrichtung
zur Bestimmung des maximalen Gradienten und außerdem an eine Einrichtung zum Vergleichen des
maximalen und augenblicklichen Gradientensignals gegeben. Die Einrichtung zur Bestimmung des maximalen
Gradienten weist ein Vergleicherglied 100 für den maximalen Gradienten auf, das Eingangssignale vom
Verstärker 96 und von einer Abtast- und Halteschaltung 102 erhält, die auch Signale vom Verstärker 96 erhält.
Die Abtast- und Halteschaltung 102 speichert ein Signal, das den maximalen Gradienten angibt, der vor dem
augenblicklichen Ausgangssignal vom Gradientensignal-Verstärker in dem Anziehvorgang vorlag. Das
Vergleicherglied JOO bestimmt, ob das augenblickliche Gradientensignal vom Verstärker 96 oder das zuvor
gespeicherte Signal von der Abtast- und Halteschaltung 102 größer ist. Ist das augenblickliche Gradientensignal
größer, so gibt das Vergleicherglied 100 ein Ausgangs- is
signal an ein UND-Glied 104, das außerdem Signale von dem analogen Schaltertreiber 92 erhält, wenn dieser
Taktsignale an die Abtast- und Halteschaltung 84 gibt. Werden beide Signale von dem UND-Glied 104
erhalten, so gibt es ein Taktsignal an die Abtast- und 4»
Halteschaltung 102, wodurch diese ein neues Signal von dem Verstärker 96 aufnehmen kann, das den größeren
Gradienten darstellt. Ist der augenblickliche Gradient kleiner als der gespeicherte, so gibt das Vergleicherglied
100 und auch das UND-Glied 104 kein Ausgangssignal 4·-> ab, so daß die Abtast- und Halteschaltung 102 kein
neues Gradientensignal aufnehmen kann. Durch Benutzung des Taktsignals vom analogen Schaltertreiber 92
für die Abtast- und Halteschaltung 84 wird eine Zeitverzögerung erreicht, die die Durchführung des
Vergleichs ermöglicht, bevor ein Taktsignal durch das UND-Glied 104 gegeben und ein neues Gradientensii
gnal erzeugt werden kann.
. Das Signal zum Anhalten oder Abstellen des Motors wird erzeugt, wenn das momentane Drehmoment auf
z. B. 50% des erreichten maximalen Drehmomentes gefallen ist, d h. der Gradient in dem im wesentlichen
linearen Bereich der Af-iPrKurve liegt. Der Grund
dafür ist daß die Ableitung der Μ— Φ2-ΚιΐΓνε gemäß
Fi g. 2, d. h. die ^φ- — άΦτ-Kurve einen Knickpunkt auf
oder nahe bei 50% des Maximalwertes hat, wie durch X in Fig.2 angedeutet wird. Dieser Punkt ist auch der
steilste Teil der Kurve und damit der Punkt, an dem die Kurve am schnellsten durch eine darübergelegte
»Rausch«-Kurve läuft Aus F i g. 2 ist auch zu erkennen, ·
daß der Punkt λ' innerhalb eines Bereiches von etwa 25% bei etwa 75% des maximalen Wertes liegt, und eine
voreingestellte Beziehung, die einen Wert innerhalb dieses Bereiches benutzt, kann zum Anhalten des das
Befestigungselement antreibenden Motors verwendet werden. Der Punkt X ist deshalb der Punkt auf der
Kurve, der die größte Unempfindlichkeit gegenüber Rauschen, d. h. Störsignalen, hat.
Die zuvor erläuterte Einrichtung zum Vergleich des maximalen und augenblicklichen Gradientensignals
ermöglicht, daß das den maximalen Gradienten angebende Signal, während es von der Abtast- und
Halteschaltung 102 an das Vergleicherglied 100 gegeben wird, aufgespalten und an eine Teilerschaltung
106 gegeben wird, die dieses Signal in einem voreingestellten Verhältnis teilt, um den Punkt Xauf der
in den F i g. 1 und 2 gezeigten Kurve zu bestimmen. Ist das voreingestellte Verhältnis 50%, so teilt die
Teilerschaltung 106 das gespeicherte maximale Gradientensignal zur Hälfte und gibt das Signal an ein
vergleichendes Schaltglied 98, wo es mit dem augenblicklichen Gradientensignal vom Verstärker 96 verglichen
wird, das ebenfalls an das Schaltglied 98 gelangt Sind die Signale für das Schaltglied 98 gleich oder ist das
Gradientensignal kleiner als das geteilte maximale Gradientensignal, so gibt das Schaltglied ein Ausgangssignal
an ein weiteres UND-Glied 108 ab. Das Ausgangssignal des Schaltgliedes 98 kann unmittelbar
über einen Ventil-Treiberverstärker 110 gegeben werden, der dieses Signal auf eine größere Amplitude
bringt, um damit das elektromagnetische Ventil 54 zu schließen und den Motor 52 stillzusetzen. Um jedoch
sicherzustellen, daß das Schaltglied 98 nicht in unerwünschter Weise ein noch im Abschnitt I liegendes
Ausgangssignal (Fig. 1) erzeugt, wird das UND-Glied 108 benutzt, das ein zusätzliches Eingangssignal von
einem Anschmiegungsdrehmoment-Vergleicher 112 erhält.
Die augenblicklichen Drehmomentsignale werden vom Verstärker 78 auch an den Vergleicher 112
gegeben, der außerdem ein Signal von einem eingestellten Anschmiegungsdrehmoment-Signalgenerator 114
erhält. Dieser kann ein Potentiometer zur Erzeugung eines bestimmten Eingangssignals sein, das das Drehmoment
angibt das etwa dem Drehmoment an dem Punkt entspricht der den Übergang vom Abschnitt I
zum Abschnitt II in der in F i g. 1 gezeigten Kurve bildet Die Einstellung des Signalgenerators 114 muß nicht
genau den Anschmiegungspunkt angeben, sondern kann eine Annäherung sein, z. B. etwa 20% des Drehmomentwertes, der an dem Anziehpunkt erwartet wird.
Übersteigt das augenblickliche Drehmomentsignal vom Verstärker 78 das vom Signalgenerator 114 erzeugte
Signal, so gibt der Vergleicher 112 ein Ausgangssignal an das UND-Glied 108, wodurch dieses das Signal vom
Schaltglied 98 an den Ventiltreiber-Verstärker 110 weitergibt Das Ausgangssignal vom Ventiltreiber-Verstärker
110 wird an das Steuerventil 54 gegeben, wodurch dieses geschlossen und der Motor 52
stillgesetzt wird. Auf diese Weise können vom Schaltglied 98 in unerwünschter Weise erzeugte Signale
im Abschnitt I nicht zum Schließen des Steuerventils 54 führen.
Weiterhin ist ein Rücksetzschalter 116 vorgesehen, der Signale löscht und die Vorrichtung für einen neuen
Anziehvorgang mit einem anderen Befestigungselement vorbereitet
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Vorrichtung mit einem Meßgerät zum Anziehen einer Verbindung von Bauteilen, insbesondere einer
Schraubverbindung, bei der die Steigung der die Belastung über der Verformung angebenden Kurve
laufend ermittelt und ein Steuersignal erzeugt wird, sobald die Steigung der Kurve einen bestimmten
Wert erreicht hat, insbesondere ein die Belastung bzw. Belastungssteigerung für die Bauteile beim
Erreichen einer der Fließgrenze oder eines anderen signifikanten Belastungswerts der Bauteile entsprechenden
Steigung beendendes Steuersignal, wobei die Steigung während des Belastungsvorgangs im
Anziehbereich der Kurve, etwa in deren geradem Teil, ermittelbar und speicherbar ist und daß das
Steuersignal erzeugbar ist, sobald die Steigung ein vorbestimmtes Verhältnis zur gespeicherten Steigung
erreicht hat, nach Patent 23 36 896, dadurch
gekennzeichnet, daß von einer in die Vorrichtung eingegliederten Drehmoment-Meßeinrichtung
(64) ein der Höhe des augenblicklich erteilten Anziehdrehmoments unmittelbar entsprechendes
Signal erzeugbar ist, aus dem, mit dem die Drehwinkeländerungen beim Anziehen angebenden Signal,
in einem Analog-Schaltkreis (80 bis 112) das Steuersignal erzeugbar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen von einem Schaltventil (54) überwachten
Antriebsmotor (52), der ggf. über ein Getriebe (58) und eine Abtriebswelle (56) mit einem das
Befestigungselement anziehenden Drehglied (57,59) in Arbeitsverbindung steht, durch die in der
Arbeitsverbindung angeordnete Drehmoment-Meßeinrichtung (64) und durch einen die Drehwinkeländerungen
im Antriebsmotor ermittelnden Fühler (74), wobei von der Drehmomentmeßeinrichtung
und dem Fühler getrennte Signale erzeugbar und dem Analogschaltkreis zuführbar sind, der ausgangs seitig
mit dem Schaltventil verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentmeßeinrichtung
(64) aus einem mechanisch verformbaren bzw. verwindbaren Abschnitt (70) in der Arbeitsverbindung
und aus einem diesem zugeordneten Anzeigeglied (72), in Form von Dehnungsmeßstreifen,
besteht, das bei einer vom Reaktionsdrehmoment verursachten Verwindung des Abschnitts das die
Höhe des angelegten Drehmoments bzw. des Reaktionsdrahmoments unmittelbar repräsentierende
Signal erzeugt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogschaltkreis
einen den Gradienten des Drehmoments in der Drehmoment-Drehwinkel-Kurve ermittelnden, ersten
Schaltkreisteil (80 bis 94) mit einem taktgesteuerten Schieberegisterspeicher (80, 82, 84, 86), einen
Rechteckgenerator (88) mit nachgeschaltetem Sehnenlängenteiler (90), einem mit den Drehwinkel-Änderungs-Signalen
den Schieberegisterspeicher taktenden Treiber (92) und ein Vergleicherglied (94)
enthält, sowie einen zweiten, den jeweils größten ermittelten Drehmomentgradienten speichernden
Schaltkreisteil (100 bis 104) mit einem Speicherglied (102), einem den augenblicklichen Drehmomentgradienten
mit dem gespeicherten Drehmomentgradienten vergleichendes Glied (100) und einem das
Speicherglied steuernden Und-Glied (104), ferner
einen dritten, für das Steuersignal verantwortlichen
Schaltkreisteil (98, 108, 106) mit einem den jeweils
größten gespeicherten Gradienten in dem bestimmten Verhältnis teilenden Schaltglied (106), und mit
dem augenblicklichen Gradienten vergleichenden Schaltglied (98), das ausgangsseitig mit einem
Und-Glied (108) verbunden ist, dessen zweiten
Steuereingang konstant das augenblicklich ermittelte Drehmomentsignal zuführbar ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor und nach dem ersten Schaltkreisteil
und nach dem dritten Schaltkreisteil Signalverstärker (78,96,110) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Höhe des
augenblicklich erteilten Drehmoments entsprechende Signal an den zweiten Steuereingang des
Und-Gliedes (108) über ein Vergleichsglied (112) gelangt, das von einem einstellbaren Signalgenerator
(114) derart überwacht ist, daß das der Höhe des
augenblicklich aufgebrachten Drehmoments entsprechende Signal durch das Und-Glied ab einem
oberhalb des Bereichs I der Drehmoment-Drehwinkelkurve liegenden Werts durchgeht, während das
Und-Glied bei einem darunterliegenden Wert gesperrt wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gradientsignal
erzeugbar ist, indem die Änderung des Anziehdrehmoments innerhalb konstanter Intervalle des Drehwinkels
der erteilten Drehung bestimmt wird.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberegisterspeicher
(80, 82, 84, 86) Abtast- und Halteschaltungen in Reihe aufweist
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentmeßeinrichtung
(64) eine auf das Reaktionsdrehmoment ansprechende Drehmomentzelle aufweist
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentmeßeinrichtung
(64) eine verformbare Kupplung mit Meßgliedern zur Bestimmung ihrer Verformung und
Erzeugung des der Höhe des augenblicklich aufgebrachten Drehmomentes entsprechenden Signals
aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fühler (74) einen Annäherungsdetektor aufweist, der auf drehbare Teile des
Motors anspricht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Motor ein Druckluftmotor mit rotierenden Flügeln ist und der Annäherungsdetektor
(74) den sich drehenden Flügeln (76) benachbart im Motor (52) befestigt ist
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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