DE2541930A1

DE2541930A1 - Mehrstufige bolzen-anziehanordnung

Info

Publication number: DE2541930A1
Application number: DE19752541930
Authority: DE
Inventors: Arthur Joseph Aspers; Robert Joseph Finkelston
Original assignee: Standard Pressed Steel Co
Current assignee: SPS Technologies LLC
Priority date: 1974-09-19
Filing date: 1975-09-19
Publication date: 1976-04-01
Also published as: FR2285652A1; SE413294B; IT1047122B; GB1528319A; FR2285652B1; US3965778A; JPS5717660B2; JPS5157098A; SE7510451L; CA1049119A

Description

8.9.1975 . Mehrstufige Bolzen-Anziehanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrstufige Bolzen-Anziehanordnung mit mehreren Bolzenschlüsseln, mit denen je ein Bolzen od.dgl. anziehbar ist.

Verschiedene Verbindungsanordnungen werden mit Hilfe von mehreren Bolzen od.dgl. Befestigungsmitteln zusammengehalten, die in einer bestimmten Reihenfolge, gewöhnlich gleichzeitig, anzuziehen sind, jedoch manchmal auch nacheinander angezogen werden, um eine maximale Integrität der Verbindung zu erreichen. Um derartige Verbindungen festzuziehen wird eine mehrfache Spindelanordnung zum Anziehen vorgesehen, die eine Vielzahl von Bolzenschlüsseln aufweist, die zusammen auf einer Werkzeugplatte oder einem anderen gemeinsamen Rahmen in einer bestimmten Verteilung derart angeordnet sind, daß die Bolzenschlüssel gleichzeitig mit allen Bolzen der Verbindungsanordnung in Eingriff gebracht werden können. Erfordert eine solche Verbindungsanordnung eine genaue derartige Steuerung, daß alle Bolzen bis zu einem vorbestimmten Zustand angezogen werden, wird gewöhnlich eine mehrstufige Anziehanordnung benutzt, mit der die Bolzen zuerst bei einer relativ hohen Geschwindigkeit auf einen ersten bestimmten Zustand und dann bei

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einer geringeren Geschwindigkeit auf den bestimmten Endzustand angezogen werden. Bei der Benutzung mehrstufiger Anziehanordnungen kann der erste bestimmte Zustand das Anlegen bzw. Aufsetzen des Bolzens darstellen, so daß alle Bolzen während der ersten Stufe bis zum Anliegen an dem Verbindungsstück od.dgl. angezogen werden, und während der zweiten Stufe bis zu dem gewünschten Endzustand dann weiter angezogen werden. Werden die Bolzen gleichzeitig von ihrem anliegenden Zustand aus angezogen, so werden sie etwa zur gleichen Zeit bis zu dem bestimmten Endzustand angezogen. Die Probleme, die sich durch einen erst bis zu seinem Endzustand angezogenen Bolzen ergeben, der in diesem Zustand verharrt, während die übrigen Bolzen immer noch angezogen werden, sind dadurch zu vermeiden. Außerdem erlaubt diese Technik, daß während der zweiten Stufe eine geringere Geschwindigkeit benutzt werden kann, wodurch die Genauigkeit beim Anziehen vergrößert wird.

Mehrfach-Anziehanordnungen, die einen zweistufigen Anziehvorgang benutzen, sind bekannt und benutzen eine Anziehstufe mit einer relativ hohen Geschwindigkeit, bis ein bestimmtes Drehmoment erreicht ist, das dem Punkt angenähert ist, bei dem die Bolzen anliegen. Wenn jeder Bolzen anliegt, so wird der zu seinem Anziehen benutzte Bolzenschlüssel kurzzeitig stillgesetzt, und wenn alle Bolzen bis zu diesem vorbestimmten Drehmoment angezogen sind, beginnt die zweite Stufe de_s Anziehvorgangs. Bestimmte dieser bekannten Anordnungen beruhen auf der Messung des Drehmomentes, um ein Stillsetzsignal beim anliegenden Zustand der Bolzen zu erzeugen, und es werden alle Bolzenschlüssel mit Ausnahme des Bolzen-Schlüssel kurzzeitig stillgesetzt, mit dem der letzte anzuziehende Bolzen bis zu seinem anliegenden Zustand angezogen wird. Erreicht der letzte anzuziehende Bolzen seinen anliegenden Zustand, so wird ein Signal erzeugt, um die

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zweite Strife zu beginnen, wobei jedoch der mit diesem letzten Bolzen in Eingriff stehende Bolzenschlüssel nicht stillgesetzt wird und sich eine Verzögerungszeit zwischen diesem Bolzenschlüssel und den anderen Bolzenschlüsseln der Anordnung ergibt. Mit diesen Anordnungen können daher nicht alle Vorteile der mehrstufigen Anziehanordnungen erhalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Bolzen-Anziehanordnung zu schaffen, bei der zwischen den Stufen des Anziehvorganges alle Bolzenschlüssel stillgesetzt werden.

Bei einer Anziehanordnung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch eine Einrichtung zum Unterbrechen der Ausgangsleistung eines jeden der Bolzenschlüssel bei einem bestimmten Anfangszustand, durch eine den Bolzenschlüsseln zugeordnete Steuereinrichtung zum Abschalten der Bolzenschlüssel bei einem bestimmten Endzustand, durch eine mit der Steuereinrichtung in Wirkverbindung stehende Verarbeitungseinrichtung zum Bestimmen des Zeitpunktes, zu dem alle Bolzenschlüssel ihre Ausgangsleistung unterbrochen haben, um diese danach wieder zu reaktivieren, wonach die Steuereinrichtung die Bolzenschlüssel bei dem Endzustand abschalten kann.

Bei der neuen Anziehanordnung ist sicherzustellen, daß alle Bolzenschlüssel ihre zugeordneten Bolzen od.dgl. in eine anliegende Stellung gebracht haben, bevor mit der nächsten Stufe des Anziehvorganges begonnen wird.

Gemäß in den Unteransprüchen angegebener Weiterbildungen kann die neue Anziehanordnung so programmiert werden, daß eine spätere Stufe des Anziehvorganges sowohl gleichzeitig als auch nacheinander begonnen werden kann.

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Die neue Anziehanordnung ist sehr genau, zuverlässig und wirtschaftlich und weist eine Vielzahl von Bolzenschlüsseln auf, mit denen Bolzen od.dgl. angezogen werden können. Die Ausgangsleistung eines jeden Bolzenschlüssels kann unterbrochen werden, wenn der zugeordnete Bolzen his zu einem bestimmten Anfangszustand angezogen ist. Mit den Bolzenschlüsseln ist eine Steuereinrichtung verbunden, mit der jeder Bolzenschlüssel abzuschalten ist, wenn die zugeordneten Bolzen bis zu einem bestimmten Endzustand angezogen sind. Außerdem ist den Bolzenschlüsseln "eine Verarbeitungseinrichtung zugeordnet, mit der zu bestimmen ist, wenn alle Bolzenschlüssel ihre Ausgangsleistung unterbrochen haben, wonach dann die Bolzenschlüssel wieder zu reaktivieren sind, die dann die zugeordneten Bolzen weiter anziehen, bis die Steuereinrichtung die Bolzenschlüssel beim Erreichen des bestimmten Endzustandes abschaltet.

Im einzelnen kann die Einrichtung zum Unterbrechen der Ausgangsleistung der Bolzenschlüssel eine Getriebeanordnung umfassen, die zwischen einem Motor und einer Abtriebswelle vorgesehen ist und bei einem bestimmten Drehmoment festläuft, das dem Drehmoment beim Anliegen der Bolzen an einem Werkstück od.dgl. entspricht. Die Verarbeitungseinrichtung weist vorzugsweise eine geeignete Anordnung auf, die auf Signale anspricht, die die Drehung der Bolzenschlüssel angeben, um festzustellen, daß alle Bolzenschlüssel ihre Drehung unterbrochen haben, wozu ein Signal erzeugt wird, das die Getriebeverbindung zwischen dem Motor und der Abtriebswelle so umschaltet, daß der Anziehvorgang fortgesetzt werden kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen der neuen Anziehanordnung weist die Verarbeitungseinrichtung eine Anordnung auf, mit der zu bestimmen ist, daß jeder der Bolzenschlüssel eine anfängliche Ausgangsleistung aufge-

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bracht hat, um sicherzustellen, daß die Bolzenschlüssel auch tatsächlich gearbeitet haben, und nicht etwa ihre Ausgangsleistung aufgrund eines Fehlers oder einer Störung unterbrochen haben.

Mit der neuen Anziehanordnung werden also von den Bolzenschlüsseln Bolzen od.dgl. bis in einen ersten bestimmten Zustand, vorzugsweise ihren anliegenden Zustand, mit einer relativ hohen Geschwindigkeit der Bolzenschlüssel angezogen und danach zeitweilig der Anziehvorgang unterbrochen. Ist der Anziehvorgang von allen der Bolzenschlüssel zeitweilig unterbrochen, so leitet die Steuereinrichtung den Anziehvorgang eines Jeden Bolzenschlüssels gleichzeitig oder, falls gewünscht, nacheinander wieder ein, der dann vorzugsweise mit einer niedrigeren Geschwindigkeit der Bolzenschlüssel durchgeführt wird. Wenn jeder der Bolzenschlüssel seinen zugeordneten Bolzen auf den bestimmten Endzustand angezogen hat, unterbricht bzw. beendet die Steuereinrichtung den Anziehvorgang dieses Bolzenschlüssels.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

I?ig. 1 eine einen mit der neuen Bolzenschlüssel-Anziehanordnung durchführbaren Anziehvorgang angebende" graphische Darstellung,

Pig. 2 eine die Drehmoment-Drehzahl-Kurve eines Bolzens angebende graphische Darstellung, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der neuen. Bolzen-

\ Anziehanordnung zum Steuern des Endzustandes des Bolzens benutzt wird, und

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Fig. 3 eine schematische Darstellung der neuen Bolzen-Anziehanordnung .

Die in Fig. 3 der Zeichnung dargestellte neue Bolzen-Anziehanordnung weist eine Vielzahl von Bolzenschlüsseln 12,12 auf, die jeweils einen Motor 14·, eine Abtriebswelle 16 und ein Schlüsselstück 18 aufweisen. Obwohl nur zwei Bolzenschlüssel hier dargestellt sind, kann selbstverständlich jede gewünschte Anzahl von Bolzenschlüsseln bei der neuen Anziehanordnung verwendet v/erden. Jede Abtriebswelle 16 wird durch ihren zugeordneten Hotor 14 angetrieben, um ein Drehmoment und die nötigen Umdrehungen an einen Bolzen abzugeben, der von dem Schlüsselstück 18 beaufschlagt wird. Jeder Bolzenschlüssel 12 ist derart ausgebildet, daß er zwei Ausgangsgeschwindigkeiten von seiner Abtriebswelle 16 beim Anziehen eines Bolzens erteilt bekommen kann. Vorzugsweise sind beide Boizenschlüssel 12,12 in der in der US-PS 3 610 34-3 angegebenen Weise ausgebildet, bei denen ein Hingzahnrad eines Planetengetriebes ein axial bewegliches Kupplungsstück aufweist, das auf ein Druckmittelsignal ansprechbar ist, um die Ausgangsleistung der Abtriebswelle 16 von einem niedrigen Drehmoment und einer hohen Ausgangsgeschwindigkeit auf ein hohes Drehmoment und eine niedrige Ausgangsgeschwindigkeit umschalten zu können. Das an das bewegliche Kupplungsstück gegebene Druckmittelsignal wird von einem elektrisch betätigten Ventil 21 gesteuert, das anfangs so eingestellt ist, daß eine hohe Geschwindigkeit bei niedrigem Drehmoment abgegeben wird, und das von einem elektrischen Signal so eingestellt werden kann, daß das Druckmittelsignal über eine Leitung 23 abgegeben werden kann, um die niedrige Geschwindigkeit und das hohe Drehmoment zu veranlassen. In der üblichsten Weise können die Motoren 14,14 mit Druckluft angetrieben sein, wobei das Druckmittel durch geeignete, elektrisch be-

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tätigte Steuerventile 20,20 gesteuert ist. Selbstverständlich können die Motoren 14,14 auch elektrisch oder hydraulisch oder eine Kombination von pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Motoren sein. Weitere Einzelheiten der Bolzenschlüssel sind zum Verständnis der neuen Bolzen-Anziehanordnung nicht/srforderlich, so daß eine detailliertere Beschreibung nicht vorgesehen ist.

Zwischen dem Gehäuse eines jeden Motors 14 und einem starren Rahmen 22, von dem beide Bolzenschlüssel 12,12 getragen sind, ist ein geeigneter Umformer oder eine Drehmomentze lie 24 befestigt, die ein das augenblickliche Drehmoment, das an den von dem jeweiligen Bolzenschlüssel beaufschlagten Bolzen gegeben wird, angebendes Signal erzeugt. Die Drehmomentzellen 24,24 können irgendwelche herkömmliche Einrichtungen sein und weisen bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein etwas flexibles kreisförmiges Glied auf, das an seinem Außenumfang befestigte Dehnungsmeßstreifen 25 hat, so daß das Reaktionsdrehmoment auf dem Bolzenschlüssel gemessen und ein dieses angebendes elektrisches Signal erzeugt wird. Das Reaktionsdrehmoment ist natürlich gleich jedoch entgegengesetzt gerichtet dem an den Bolzen gegebenen Drehmoment. Auf jeder Abtriebswelle 16 ist vorzugsweise innerhalb des zugeordneten Motors 14 ein mit ihr drehbarer, geeigneter Kodierer 26 befestigt, der mit einem Annäherungsdetektor 28 zusammenarbeitet, um die inkrementelle Drehstellung bzw. Winkelverdrehung des anzuziehenden Bolzens angebende Signale zu erzeugen. Der Kodierer 26 kann aus einer geeigneten Anordnung gebildet sein und weist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Reihe von Zähnen JO auf, die an seinem Außenumfang vorgesehen sind. Der Annäherungsdetektor 28 erfaßt die Gegenwart von Metall und damit das Vorbeigehen der Zähne und gibt elektrische Signale ab,

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die bestimmte Inkremente der Winkeldrehung darstellen. Obwohl Beispiele für Drehmoment- und Umdrehungsmeßeinrichtungen angegeben wurden, können auch verschiedene andere Einrichtungen bei der neuen Anziehanordnung benutzt werden, die die entsprechenden Signale und Ergebnisse erzeugen.

Eine Steuerschaltung befindet sich in Wirkverbindung mit jedem Bolzenschlüssel, um das Anziehen eines Bolzens zu steuern. Jede Schaltung ist die gleiche, so daß hier nur .eine mit entsprechenden Bezugszeichen für die gleichen Teile beschrieben wird. An dieser Stelle ist zu bemerken, daß bei der bevorzugten Ausführungsform der neuen Anziehanordnung die Steuerschaltungen ähnlich den in der deutschen Patentanmeldung P (Anwaltsakte PH 9537)

beschriebenen sind.

Die Steuerschaltung weist ein Gradienten-Berechnungssystem auf, das den augenblicklichen Gradienten oder die Steigung der Drehmoment-Umdrehungs-Kurve bestimmt, die für einen bestimmten anzuziehenden Bolzen aufgetragen werden kann, und erzeugt ein diesen Gradienten angebendes elektrisches Signal. Das Gradienten-Berechnungssystem weist ein Schieberegister 32 auf, an das das augenblickliche Drehmoment-Signal gegeben wird und dessen Ausgangssignal bei festen Inkrementen des Drehwinkels durch das Umdrehungssignal getaktet wird. Dementsprechend ist das Ausgangssignal des Schieberegisters 32 ein Signal, das das Drehmoment eine bestimmte Anzahl von Graden der Umdrehung vor dem augenblicklichen Drehwinkel angibt. Ein Vergleicher 34- in Form einer geeigneten Subtraktionsschaltung erhält das Ausgangssignal des Schieberegisters 32 und außerdem ein das augenblickliche Drehmoment angebendes Signal und gibt ein die Differenz angebendes Ausgangssignal ab. Da die Drehmomentsignale über feste Inkremente einer Umdrehung subtrahiert werden, gibt das

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Ausgangssignal des Vergleichers 54 den augenblicklichen Gradienten der Drehmoment-Umdrehungs-Kurve an, über die der Bolzen angezogen wird.

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß,wie in der vorstehend genannten deutschen Patentanmeldung beschrieben ist, eine Drehmoment-Umdrehungs-Kurve für einen herkömmlichen Bolzen od.dgl. einen Voranziehungs-Bereich, einen Anziehungs-Bereich und einen Festzieh-Bereich aufweist, wie dieses in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt ist. In dem Voranziehungs-Bereich greifen Gewindegänge des Bolzens oder anderen Befestigungsmittels ineinander und ein Teil des oder der Befestigungsmittel wird gedreht, wobei die Tragfläche des gedrehten Befestigungsmittels die benachbarte Fläche des Konstruktionsteiles berührt, das in der Verbindung vorgesehen ist, wobei diese Verbindung jedoch noch nicht vollständig zusammengezogen ist. Am Punkt A der Kurve sind die Konstruktionsglieder durch die Befestigungsmittel vollständig zusammengezogen worden und das tatsächliche Anziehen der Verbindung beginnt und leitet den Anzieh-Bereich ein, bsi dem die axiale Belastung in die Verbindung eingeführt wird. Der Punkt A gibt den Übergang zwischen dem Voranzieh- und dem Anzieh-Bereich an und wird als Anschmiegungspunkt bezeichnet, wobei das Drehmoment an diesem Punkt gewöhnlich auch als Anschmiegungsdrehmoment bezeichnet wird. In dem Anzieh-Bereich · der Kurve, der sich vom Punkt A bis zum Punkt B erstreckt, wird die axiale Kraft in dem Bolzen oder Befestigungsmittel erzeugt und auf die Konstruktionsglieder als Zusammenhaltekraft ausgeübt, wobei das Drehmoment und die Umdrehung, die an den Bolzen gegeben werden, annähernd oder gewöhnlich in linearer Beziehung zueinander stehen. Beim Punkt B ist die Grenze der Proportionalität derVerbindung überschritten und die Umdrehung des Bolzens od.dgl. beginnt

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mit größerer Geschwindigkeit zu wachsen als das Drehmoment. Bei der vorliegenden Beschreibung wird der Punkt B als Beginn des lestziehbereiches betrachtet, jedoch wird über diesen Punkt B hinaus immer noch eine Belastung in die Verbindung eingegeben, jedoch mit einer nicht linearen Steigerung. Der Punkt C entsp rieht dem Festziehpunkt der Verbindung und, da die Definition des FestZiehpunktes etwas unterschiedlich ist, kann er als Punkt betrachtet werden, über dem die Dehnung oder Streckung des Bolzens nicht mehr nur elastisch ist.

■Während die Drehmoment-Umdrehungs-Kui-ve zwischen den Punkten A und B im wesentlichen linear ist, kann sie auch nicht genau linear sein und es können zeitv/eilige Spitzen in der Kurve für jeden besonderen Bolzen oder Befestigungsmittel auftreten, die von zeitweiligen Änderungen des Reibungskoeffizienten während des Anziehvorganges bedingt sind. Das Ausganessignal des Vergleichers 34-, das ein Signal konstanter Amplitude sein würde, wenn die Drehmoment-Umdrehungs-Kurve genau linear zwischen den beiden Punkten ist, kann daher bestimmte Abweichungen haben. Aus diesem Grunde kann das Gradienten-Berechnungssystein Schaltungen zum Bestimmen und Speichern des maximalen Gradienten aufweisen, der bis zu irgendeinem Punkt längs der Drehmoment-Umdrehungs-Eurve auftritt, d.h., bis zu irgendeinem Punkt in dem Anziehvorgang. Tatsächlich ist der maximale Gra-. dient, der beim im wesentlichen linearen Bereich der Kurve erhalten wird, auch der als Gradient für diesen Bereich der Kurve angesehene. Eine Speicherschaltung 36 ist daher vorgesehen, die ein den maximalen Gradienten angebendes Signal speichert und die augenblicklichen Gradientensignale mit dem maximalen gespeicherten Signal vergleicht. Ist ein augenblickliches Gradientensignal größer als das gespeicherte Gradientensignal, so wird das augenblickliche

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Gradient ens ignal für den Vergleich, mit den nachfolgend auftretenden augenblicklichen Gradientensignalen gespeichert. Eine vollständigere Beschreibung der Speicherschaltung ist in der zuvor genannten deutschen Patentanmeldung angegeben.

Wie in dieser zuvor erwähnten deutschen Patentanmeldung beschrieben ist, ist beim Anziehen herkömmlicher Bolzen bzw. Befestigungsmittel der augenblickliche Drehmomentgradient in Beziehung mit dem maximalen Drehmoment-Gradienten so gesetzt, daß das erstere etwa 50% des letzteren beim Festziehpunkt des Bolzens ist. Durch die 'Vergleicherschaltung 38 kann das augenblickliche Gradientensignal vom Vergleicher 34- Biit dem maximalen Gradientensignal von der Speicherschaltung 36 verglichen werden und wenn das erstere 50% oder weniger als das letztere ist, kann die Vergleicherschaltung 38 ein Erfassungssignal abgeben, das angibt, daß die Befestigungsanordnung bis zum festziehpunkt angezogen ist. Dieses Signal kann an das Steuerventil 20 gegeben werden, um den Bolzenschlüssel abzuschalten. Werden Befestigungsmittel oder Bolzen angezogen, die andere Beziehungen zwischen dem augenblicklichen und dem maximalen Gradienten haben, werden diesen Beziehungen entsprechende Prozentwerte für die Erzeugung des Erfassungssignals benutzt.

Eine Interface-Schaltung ist vorgesehen und steuert die Arbeitsweise der Bolzenschlüssel 12,12, um einen mehrstufigen Anziehvorgang zu erreichen, der einen im wesentlichen in Fig. 1 der Zeichnung gezeigten Drehmomentenverlauf über die Zeit hat.

An dieser Stelle soll daran erinnert werden, daß das Getriebe zwischen den Motoren 14 und den Abtriebswellen so angeordnet ist, daß zuerst die Abtriebswellen eine hohe Geschwindigkeit und ein niedriges Drehmoment haben

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und das Ausgangsdrehmoment .so verlaufen kann, daß die Motoren bei einem Drehmoment festlaufen, das dem am Funkt A in der Kurve der Fig. 2 angegebenen Anschmiegungsdrehmoment entspricht, d.h. das zum Anliegen des Befestigungsmittels erforderliche Drehmoment. Wenn sich jeder Motor festläuft, dreht sich seine zugeordnete Abtriebswelle 16 nicht langer, obwohl das Pestlaufdrehmoment an das Befestigungsmittel über die Abtriebswelle immer noch gegeben wird, wie dieses am Punkt D der graphischen Darstellung der Fig. 1 gezeigt ist. Ein NAND-Glied 40 erhält Eingangssignale vom Annäherungsdetektor 28, so daß es Signale von" den Annäherungsdetektoren so lange erhält, wie dessen zugeordneter Kodierer sich dreht, was gleichzeitig die Drehung der zugeordneten Abtriebswelle 16 angibt. Wenn jede Abtriebswelle 16 sich zu drehen aufhört, werden vom zugeordneten Annäherungsdetektor 28 nicht länger Signale an das NAND-Glied 40 gegeben und dieses gibt in herkömmlicher Weise ein Ausgangssignal ab, wenn es diese Signale nicht langer erhält, das angibt, daß alle Bolzenschlüssel zeitweise ihre Drehung unterbrochen haben.Das Ausgangssignal vom NAND-Glied 40 kann zur Betätigung der Steuerventile 21 benutzt werden, um das Druckmittelsignal von der hohe Geschwindigkeit und niedriges Drehmoment bewirkenden Übersetzung auf die niedrige Geschwindigkeit und hohes Drehmoment bewirkenden Übersetzung umzuschalten.

Obwohl es nicht nötig ist, kann es für bestimmte Anwendungen der neuen Anziehanordnung erwünscht sein, festzustellen, daß alle Bolzenschlüssel 12 funktioniert haben, um sicherzustellen, daß das NAND-Glied 40 keine Drehung der Abtriebswellen 16 mehr feststellt, da die Motore 14,14 zeitweilig festgelaufen sind, wodurch die Ausgangsdrehung unterbrochen wird, und nicht infolge eines Fehlers stillstehen. Bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungs-

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beispiel werden daher die Signale von den Drehmomentzellen 24,24· an zugeordnete Vergleicher 4-2,42 gegeben, die außerdem Eingangssignale von voreingestellten Signalgeneratoren 44,44 erhalten, die eingestellt wurden, um ein das vor dem Anschmiegungspunkt liegende Drehmoment angebendes Signal zu erzeugen, d.h. ein Drehmoment, das geringer als das Anschmiegungsdrehmoment ist. Die Einstellung der Signalgeneratoren 44,44 entspricht einem Drehmoment, das beim Punkt E in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn das an den Bolzen tatsächlich abgegebene Drehmoment das Anschmiegungsdrehmoment übersteigt, das in den Signalgeneratoren 44,44 voreingestellt ist, gibt jeder der Vergleicher 42,42 ein Ausgangssignal ab, die an ein UND-Glied 46 gegeben werden. Erhält das UND-Glied 46 von allen Vergleichern 42 ein Eingangssignal* so gibt es ein Ausgangssignal ab, das angibt, daß alle Bolzenschlüssel arbeiten.

Wird eine solche Prüfanordnung benutzt, d.h. die Vergleicher 42,42, die Signalgeneratoren 44,44 und das UND-Glied 46, so werden die Signale vom NAND-Glied 40 und vom UND-Glied 46 an ein weiteres UND-Glied 48 gegeben, das ein Ausgangssignal erzeugt, wenn es beide Signale an seinen Eingängen erhält, wie dieses beim Punkt P in der in Pig. .gezeigten graphischen Darstellung der Pail ist. Es muß daher nicht nur ein bestimmtes Drehmoment von den Bolzenschlüsseln abgegeben werden, sondern dieses Drehmoment muß aufrechterhalten werden. Das Ausgangssignal vom UND-Glied 48 wird dazu benutzt, die zweite Stufe des Anziehvorganges einzuleiten und kann unmittelbar an die Steuerventile 21,21 gegeben werden, damit ein Druckmittelsignal durch die Leitungen 23,23 hindurchgelangen kann, wodurch die Getriebeübersetzungen zwischen den Motoren 14,14 und den Abtriebswellen 16,16 auf die niedrigere

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Geschwindigkeit und das höhere Drehmoment" umgeschaltet werden. Sind die Getriebeübersetzungen umgeschaltet, so v/erden die Bolzenschlüsse-1 erneut betätigt und die Abtriebswellen 16,16 ziehen die von ihnen beaufschlagten Bolzen vielter an.

Infolge eines Vorteils der neuen Anziehanordnung kann das Signal vom UTTD-Glied 4-8 an die Steuerventile 21,21 über einen Folgeschalter 50 gegeben werden, der eine programmierbare Schaltereinrichtung und Treiberverstärker für die Ventile aufweist, wobei die letzteren Signale für die Steuerventile 21,21 abgeben. Die Schaltereinrichtung kann irgendein herkömmlicher einstellbarer oder programmierbarer Schalter sein und so angeordnet sein, daß er gbichzeitig oder nacheinander die Steuerventile 21,21 ansteuert , so daß die Bolzen in irgendeiner programmierbaren Weise bis auf ihren vorbestimmten Endzustand angezogen werden. Außerdem erhalten Zeitschaltungen 52,52 Steuersignale von den Vergleichern 38,38, die eine Zeitverzögerung bestimmter Länge einleiten, die sicherstellen, daß die Steuerventile 20 die Bolzenschlüssel 12 abgeschaltet haben, und dann Ausgangssignale am Ende dieser Zeitdauer abgeben, die an die Steuerventile 21,21 gegeben v/erden, die die Getriebeübertragung auf die hohe Geschwindigkeit und das niedrige Drehmoment umschalten. Damit ist die neue Anziehanordnung 10 für den nächsten Anziehvorgang vorbereitet.

In Verbindung mit der graphischen Darstellung in Fig. 1 wird jetzt die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform der neuen Anziehanordnung zusammengefaßt.

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Wenn die Anziehanordnung 10 eingeschaltet wurde, geben die Bolzenschlüssel 12,12 die Ausgangsleistung mit der anfänglichen hohen Geschwindigkeit und dem niedrigen Drehmoment an den Abtriebswellen 16,16 und damit die anzuziehenden Bolzen ab, wobei gleichzeitig die Drehmomentzellen 24-,24 Ausgangssignale abgeben, die das an die Bolzen abgegebene Drehmoment angeben, während die Annäherungsdetektoren 28,28 inkrementelle Ausgangssignale erzeugen, die die Drehung der Abtriebswellen angeben. Bei einem Drehmoment vor dem Anschmiegungsdrehmoment, beim Punkt E in den Fig. 1 und 2, geben die Vergleicherschaltungen 42,4-2 Ausgangssignale an das UND-Glied 4-6, das beim Abgeben von Ausgangssignalen von allen "Vergleichern ein Aus gangs sign al an das UND-Glied 48 gibt. Gleichzeitig mit der Erzeugung von Signalen von den Vergleichern 4-2,4-2 arbeiten die Bolzenschlüssel, um die Bolzen bis zu einem bestimmten Anfangszustand anzuziehen, d.h. bis zu dem in Fig. 1 gezeigten Punkt D, der sich vorzugsweise oberhalb des Anschmiegungspunktes A befindet, der in Fig. 2 dargestellt ist. Gibt jeder Bolzenschlüssel 12 das am Punkt D auftretende Drehmoment an seinen zugeordneten Bolzen, so laufen die Motoren 14,14- fest und das Ausgangssignal des zugeordneten Annäherungsdetektors 28, das diesen Zustand angibt, v/ird an das HAlH)-Glied 40 gegeben. Sind alle Motoren 14,14 festgelaufen, d.h. der Punkt F in Fig. 1 wurde erreicht, und alle Eingangssignale geben dem NAND-Glied 40 an, daß alle Motoren festgelaufen sind, so gibt dieses ein Ausgangssignal an das UND-Glied 48, wodurch dieses ein Ausgangssignal über den Folgeschalter 50 an die Steuerventile 21,21 gibt, wenn es ein Signal vom UND-Glied 46 erhält. Die Steuerventile 21,21 geben entweder gleichzeitig oder nacheinander Luft durch die Leitungen 23 hindurch, wodurch die Getriebeanordnung von niedrigem Drehmoment und hoher Geschwindigkeit auf hohes

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Drehmoment und niedrige Geschwindigkeit umgeschaltet wird. Ist die Getriebeanordnung umgeschaltet, wird der Anziehvorgang für jeden Motor jetzt bis zum Endzustand fortgesetzt, bis zu dem die Bolzen anzuziehen sind. Drehmomentsignale werden an die Schieberegister 32,32 gegeben und mit den Signalen vom Annäherungsdetektor 28 getaktet, um Signale zu erzeugen, die ein Drehmoment angeben, das einen bestimmten Drehwinkel zuvor gemessen wurde, wobei diese Signale an die Vergleicher 34-* 34-gegeben werden, die, wie zuvor erwähnt, außerdem augenblickliche Drehmoment signale von den Drehmoment zellen 24-, 24- erhalten und den augenblicklichen Gradienten angebende Ausgangssignale erzeugen. Die Speicherschaltungen 36,36 bestimmen den maximalen Gradienten für jeden Bolzen und geben diesen angebende Ausgangssignale an die Vergleicher 38,38 ab, die auch die Ausgangssignale von den Vergleichern 34-,34- erhalten. Die Vergleicher 38,38 bestimmen, wenn die augenblicklichen und maximalen Drehmoment-Gradientensignale eine bestimmte Beziehung zueinander haben und geben Steuersignale an die Steuerventile 20,20 ab, um die Bolzenschlüssel bei dem bestimmten Endzustand abzuschalten, der beim Punkt G in Fig. 1 erreicht wird. Bei der hier beschriebenen Steuerschaltung ist dieser Endzustand der Festziehpunkt des Bolzens, so daß der Punkt G in Fig. 1 dem Punkt C in Fig. 2 entspricht. Das Steuersignal von den Vergleichern 38,38 steuert außerdem, wie zuvor erwähnt, die Zeitschaltungen 52,52 an und schließt eventuell die Ventile 21,21, wodurch die Getriebeanordnungen vom hohen Drehmoment und niedriger Geschwindigkeit auf niedriges Drehmoment und hohe Geschwindigkeit umgeschaltet werden, wie dieses beim Punkt H in Fig. 1 erreicht wird.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß die neue Anziehanordnung sicherstellt, daß alle Bolzenschlüssel

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zeitweilig ihre Ausgangsleistung an einem bestimmten Punkt während des Anziehvorganges unterbrechen, danach erneut die Bolzenschlüssel wieder eingeschaltet werden, um die Bolzen bis zu einem bestimmten Endzustand festzuziehen. Darüberhinaus i-st zu erkennen, daß die neue Anordnung leicht so ausgebildet werden kann, daß sie eine Prüfanordnung aufweist, die feststellt, daß alle Bolzenschlüssel tatsächlich gearbeitet haben, bevor der Anziehvorgang von der ersten auf die zweite Stufe umgeschaltet wird. Es ist außerdem darauf hinzuweisen, daß die Interface-Schaltung mit verschiedenen Steuersystemen benutzt werden kann, die den Endzustand der Verbindung steuern, z.B. mit drehmomentgesteuerten Systemen, drehmoment-umdrehungs-gesteuerten Systemen, Drehmoment-Zeit-Systemen oder mit anderen Systemen, mit denen der Endzustand eines Bolzens gesteuert werden kann.

Obwohl die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert wurde, ist sie selbstverständlich nicht auf diese Einzelheiten beschränkt, sondern es können vielmehr alle der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbaren Merkmale sowohl für sich alleine als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche

Mehrstufige Bolzen-Anziehanordnung mit mehreren Bolzenschlüsseln, mit denen je ein Bolzen od.dgl. anziehbar ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (14,16) zum Unterbrechen der Ausgangsleistung eines jeden der Bolzenschlüssel (12,12) bei einem bestimmten Anfangszustand, durch eine den Bolzenschlüsseln zugeordnete Steuereinrichtung (20,32,34,36,38) zum Abschalten der Bolzenschlüssel bei einem bestimmten Endzustand, durch eine mit der Steuereinrichtung in Wirkverbindung stehende Verarbeitungseinrichtung (28,4-0,4-2,44,46,48,50) zum Bestimmen des Zeitpunktes, zu dem alle Bolzenschlüssel ihre Ausgangsleistung unterbrochen haben, um diese .danach wieder zu reaktivieren, wonach die Steuereinrichtung die Bolzenschlüssel bei dem Endzustand abschalten kann.
2. BoIzen-Anziehanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verarbeitungseinrichtung (28,40,42,44,46,48) eine Detektoreinrichtung (28,40) aufweist, die auf die Drehung der Bolzenschlüssel (12,12) angebende Signale anspricht und mit der ein Ausgangssignal erzeugbar ist, wenn diese keine die Drehung angebenden Signale erhält.
3. Bolzen-Anziehanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (14,1.6) zum Unterbrechen der Ausgangsleistung der Bolzenschlüssel (12,12) ein niedriges Drehmoment abgebendes Getriebe in jedem der Bolzenschlüssel aufweist, das bei dem bestimmten Anfangszustand festläuft.

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4. Bolzen-Anziehanordnung nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet , daß die Verarbeitungseinrichtung (28,4-0,42,44-,4-6,48) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn alle Bolzenschlüssel (12,12) ihre Ausgangsleistung unterbrochen haben, und daß mit diesem Ausgangssignal das Getriebe von niedrigem Drehmoment auf hohes Drehmoment umschaltbar ist, wodurch die Bolzenschlüssel reaktivierbar sind.
5. Bolzen-Anziehanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verarbeitungseinrichtung (28,40,42,44,46,48) eine Prüfeinrichtung (42,44,46) aufweist, mit der feststellbar ist, ob alle Bolzenschlüssel (12,12) eine Ausgangsleistung abgegeben haben, bevor diese unterbrochen wurde .
6. Bolzen-Anziehanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Prüfeinrichtung (42,44,46) eine auf die anfängliche Ausgangsleistung zur Erzeugung eines Signals ansprechende Einrichtung umfaßt.
7· Bolzen-Anziehanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausgangssignal der Prüfeinrichtung (42,44,46) erforderlich ist, damit die Detektoreinrichtung (28,40,48) ein Ausgangssignal erzeugen kann.
8. Bolzen-Anziehanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7₅ dadurch gekennzeichnet , daß die Prüfeinrichtung (42,44,46) auf ein Drehmoment der Bolzenschlüssel vor deren Festlaufen anspricht und daß die Verarbeitungseinrichtung (28,40,42,44,46,48) nur dann die Bolzenschlüssel (12,12) reaktivieren kann, wenn dieses Drehmoment aufrechterhalten ist,wodurch ein fehlerhaftes Arbeiten der Bolzen-

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schlüssel vor dem Unterbrechen ihrer Ausgangsleistung deren Reaktivierung verhindert.
9. Bolzen-Anziehanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Bolzenschlüssel (12,12) gleichzeitig reaktivierbar sind.
10. Bolzen-Anziehanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Bolzenschlüssel (12,12) nacheinander reaktivierbar sind.
11. Bolzen-Anziehanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung (20,21) eine Einrichtung (20) zum Abschalten der Bolzenschlüssel, wenn die Bolzen bis zu ihrem Pestziehpunkt angezogen sind, aufweist.
12. Bolzen-Anziehanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehung der Bolzenschlüssel (12,12) unterbrechbar ist, wenn die von ihnen beaufschlagten Bolzen einen bestimmten anliegenden Zustand erreichen, daß mit der Steuereinrichtung (32,34·,36,38) der Festziehpunkt des Bolzens feststellbar ist und die Bolzenschlüssel abschaltbar sind.
13. Bolzen-Anziehanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß mit der ■Verarbeitungseinrichtung (28,40,42,44,46,48) aufgrund der die Drehung der Bolzenschlüssel (12,12) angebenden Signale feststellbar ist, wenn alle Bolzenschlüssel keine Drehung mehr ausführen.
14. Bolzen-Anziehanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Prüfeinrichtung (42,44,46) bestimmt, daß alle Bolzenschlüssel (12,12)

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gearbeitet haben, bevor der Bolzen die anliegende
Stellung erreicht.

15- Bolzen-Anziehanordnung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet , daß die Prüfeinrichtung (42,44,46) eine Einrichtung (44) umfaßt, mit der feststellbar ist, daß alle Bolzenschlüssel (12,12) ein Drehmoment ausgeübt haben, bevor die Bolzen ihre anliegende Stellung erreicht haben, und daß jeder der Bolzenschlüssel dieses Ausgangsdrehmoment beibehält.

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