DE3523456C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3523456C2 DE3523456C2 DE3523456A DE3523456A DE3523456C2 DE 3523456 C2 DE3523456 C2 DE 3523456C2 DE 3523456 A DE3523456 A DE 3523456A DE 3523456 A DE3523456 A DE 3523456A DE 3523456 C2 DE3523456 C2 DE 3523456C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- torque
- screw
- transformation factor
- angle
- graph
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
- B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/2855—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des
Anziehvorgangs einer Schraube gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Mit einem durch die DE-OS 31 28 557 bekannten Verfahren dieser
Art wird die Aufgabe gelöst, die durch Reibung und/oder
sonstige Einflüsse bedingte Verschiebung des Anfangspunkts
der Drehwinkelmessung weitestgehend auszuschalten, so daß am
Ende der Verschraubung definierte Verhältnisse gewährleistet
sind.
In der DE-OS 32 47 618 ist ein Verfahren zum Anziehen von
Schraubverbindungen offenbart, bei dem ebenfalls während des
Schraubens das Drehmoment und der Drehwinkel überwacht werden
und bei dem ein Signal erzeugt wird, wenn das augenblickliche
Drehmoment und der augenblickliche Drehwinkel innerhalb eines
vorgegebenen Drehmoment-Drehwinkel-Bereichs liegen. Dabei wird
während des Schraubvorgangs die Steigung der Drehmoment-Drehwinkelkurve
ermittelt und ein oberer und unterer Grenzwert
vorgegeben. Sobald der augenblicklich ermittelte Steigungswert
vor Erreichen des Drehmoment-Drehwinkel-Bereichs gleich
groß ist wie der obere oder der untere vorgegebene Steigungswert,
wird ein Signal erzeugt.
Dieses Verfahren soll das sichere Erkennen und Interpretieren
von Fehlverschraubungen ermöglichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das
gattungsgemäße Verfahren zum Überwachen des Anziehvorgangs einer
Schraube sowohl hinsichtlich seiner Störanfälligkeit (Schwankungen
des Gradientenwerts, Einspeicherung von Referenzwerten)
als auch bezüglich des Kostenaufwands zu verbessern.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere auch
der Vorteil verknüpft, daß eine Speicherung der fortlaufend
ermittelten Drehmoment- und Drehwinkelwerte entfällt und der
Schnittpunkt der Drehmomentkurve mit der transformierten Steigungskurve
im Bereich der Kurvengegenläufigkeit liegt, wodurch
die Eindeutigkeit des Schnittpunkts gewährleistet ist.
Der Transformationsfaktor k kann anbei anhand von Musterverschraubungen
ermittelt werden. Er wird zweckmäßigerweise so
festgelegt, daß sich die beiden Kurven M ( ϕ ) und M′ ( ϕ ) beim
Beginn des Abfallens von M′ ( ϕ ), also bei M″ ( ϕ ) ≦ 0, um den
Faktor 1,5 bis 4 unterscheiden, also der entsprechende
Spannungswert U g = (1,4 . . . 4) U m ist.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Verstärkungsfaktor für den
Gradienten aus dem erwarteten Anzugswinkel ϕ max rechnerisch
wenigstens näherungsweise zu bestimmen.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den charakteristischen Verlauf der Drehmoment-
und Steigungskurve bei einem Schraubvorgang
mit fest gewähltem Transformationsfaktor
k,
Fig. 2 den charakteristischen Verlauf der Drehmoment-
und Steigungskurve bei einem Schraubvorgang
mit einer im Bereich M″ ≦ 0 ausgelösten
Gradientenüberhöhung,
Fig. 3 den als Basis für die Vorausberechnung des
Verstärkungsfaktors für den Gradienten
dienenden Verlauf der Drehmoment- und Steigungskurve
bei einem Schraubvorgang,
Fig. 4 das Blockschaltbild einer beispielsweisen
Auswertschaltung.
In Fig. 1 ist mit 1 der Graph des Drehmoments M = ( ϕ ) und mit
2 der Graph der Steigung M′ = f ( ϕ ) bezeichnet. Diese Graphen
sind für den Anziehvorgang einer Schraube nach Drehmoment und
Winkel bzw. Zeit charakteristisch und werden im folgenden der
Einfachheit halber mit M ( ϕ ) und M′ ( ϕ ) bezeichnet. Die dem
Verlauf des Graphen 2, also M′ ( ϕ ), entsprechenden Spannungswerte
U g ( ϕ ) werden bereits in der Anfangsphase des Anziehvorgangs
mit dem für den betreffenden Schraubfall ermittelten
Transformationsfaktor k multipliziert, so daß ein Schnittpunkt
der Graphen 1 und 2 bzw. Spannungsgleichheit im Bereich M″ < 0
nicht auftritt. Das Abschalten der Schraubeinrichtung erfolgt
im Schnittpunkt P der beiden Graphen (Spannungsgleichwerte).
Infolge der Gegenläufigkeit des Astes 2″ des Graphen 2 bezogen
auf den Verlauf des Graphen 1 ergibt sich ein eindeutiger
Schnittpunkt.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, wird zu Beginn des Abfallens des
Graphen M′ ( ϕ ), also bei M″ ≦ 0 bzw. beim Drehwinkel ϕ*, der
diesem Punkt zugeordnete Anstiegswert der Steigung M′ ( d ) mit
einem Transformationsfaktor k multipliziert, der zu diesem Zeitpunkt
berechnet worden ist. Dadurch tritt eine Überhöhung des
folgenden Astes 2′ des Graphen M′ ( ϕ ) ein. Der Scheitelpunkt
des Graphen M′ ( ϕ ) liegt dabei zum Beispiel um das Zweifache
höher als das augenblickliche Anziehmoment M*. Der abfallende
Ast 2″ des transformierten Graphen M′ ( ϕ ) schneidet den Graphen
M ( ϕ ) im Punkt P. Das heißt, in diesem Punkt liegt Gleichwert
der dem Drehmoment M p und dem Anstiegswert M′ p entsprechenden
Spannungen U m und k · U g vor. Der Schraubvorgang wird in diesem
Punkt durch Stillsetzen der Schraubeinrichtung selbsttätig
beendet.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, gilt für die Steigung der
Drehmomentkurve M ( ϕ ) in irgend einem Punkt des dargestellten
Bereichs g ≈ M/ϕ . Die Spannung für das Drehmoment in einem
Punkt P betrage U m = a · M (z. B. a = 0,1 V/Nm). Die Spannung für
die Steigung sei U g = b · g (z. B. b = 6 V/Nm/grd).
Damit im Streckengrenzbereich Spannungsgleichheit bestehen kann,
muß die Gradientenspannung U g im Proportionalbereich um den
Faktor c überhöht werden, wobei 1,5 ≦ c ≦ 3 ist. Dann gilt im
Punkt P 1:
U g = c · U m = d 1 · a · c · M/ϕ₁ = b · g.
Damit folgt b = ϕ · a · c als Einstellwert für den Transformationsfaktor k.
Durch Vergrößerung des Transformationsfaktors k während des
Schraubvorgangs proportional zum Drehwinkel ϕ ergibt sich ein
Graph
y = c · ϕ · M′,
der den Graphen M ( d ) im Streckengrenzbereich
schneidet.
Im Blockschaltbild gemäß Fig. 4 ist der an einer Speisespannungsquelle
10 liegende, am nicht dargestellten Schraubwerkzeug
angebrachte Meßwertgeber (Meßbrücke) mit 11 bezeichnet.
An den Ausgang des Meßwertgebers ist ein Operationsverstärker
12 mit Gegenkopplungswiderstand 13 angeschlossen, dem
Kopplungswiderstände 14 und 15 nachgeschaltet sind. Die beiden
Widerstände 14 und 15 sind jeweils an den Eingang eines
Verstärkers 16, 17 geführt, von denen der eine, 16, einen
Gegenkopplungswiderstand 16′ enthält und der andere, 17, mit einem
RC-Glied 17′ (Differenzierglied) beschaltet ist und die Spannung
des Anstiegs der Drehmomentkurve (Gradientenspannung) berechnet
und verstärkt.
Die Ausgänge der beiden Verstärker 16 und 17 sind jeweils über
einen Kopplungswiderstand 18, 19 an den Eingang eines
nachgeordneten Verstärkers 20, 21 angeschlossen. Den Verstärkern 20
und 21 ist je ein einstellbarer Gegenkopplungswiderstand 20′
und 21′ zugeordnet, an denen im einfachsten Fall der
Transformationsfaktor k eingestellt wird.
Der Ausgang des Verstärkers 20 ist mit dem invertierenden
Eingang eines Operationsverstärkers 22 (Diskriminator)
verbunden, der Ausgang des Verstärkers 21 mit dem nicht
invertierenden Eingang des Operationsverstärkers. Das Abschalten
der Schraubeinrichtung bzw. die Beendigung des Schraubvorgangs
erfolgt über einen Verstärker 23, der einen diesem
nachgeschalteten, vorzugsweise elektronischen Schalter 24 betätigt.
Durch eine einfache Erweiterung der Schaltung kann eine
automatische Transformation des Gradientenwerts erreicht werden.
In diesem Fall dient zum Erfassen der Werte M″ ( ϕ ) des
Drehmoments ein an den Ausgang des Verstärkers 17 für M′ ( ϕ )
gelegter, mit einem Differenzierglied 25′ beschalteter Verstärker
25, dem ein Diskriminator 26 nachgeordnet ist. Der
Diskriminator 26 aktiviert beim Beginn des Abfallens des Gradienten,
also bei M ≦ 0, den vom Rechenverstärker 27 bestimmten
Transformationsfaktor k, der über einen Multiplizierer 28 die
Gradientenwerte entsprechend erhöht bzw. dehnt. Zur Einstellung
des Faktors c dienen die beiden Widerstände 29 und 30 bzw. ein
entsprechender Spannungsteiler.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, wird zum einen der
Verlauf des an der Schraube angreifenden Drehmoments fortlaufend
erfaßt und in entsprechende Spannungswerte umgesetzt,
desgleichen der Verlauf des Anstiegs (Gradienten) des Drehmoments.
Als Bezugszeitpunkt für die Maßstabsänderung der Anstiegskurve
des Drehmoments, also für deren Dehnung oder Stauchung, kann,
wie Fig. 2 veranschaulicht, der Punkt M″ ≦0 gewählt werden.
Das heißt, im Zeitpunkt M″ ≦ 0 oder im Bereich dieses
Zeitpunkts bzw. Spannungswerts wird der entsprechende Spannungswert
der Steigung M′ ( ϕ ) um den Transformationsfaktor k, der
im Bereich zwischen 1,5 und 4 liegen kann, erhöht. Dies kann
durch Multiplikation des dem betreffenden Steigungswert
entsprechenden Spannungswerts oder durch Division des dem zugehörigen
Drehmoment entsprechenden Spannungswerts geschehen. Beim
mit dem Fortschreiten des Schraubvorgangs erfolgenden Abfallen
des Graphen des Anstiegs M′ ( ϕ ) des Drehmoments kommt es zum
Schnittpunkt dieses Graphen mit dem Graphen M ( d ), das heißt,
zur Spannungsgleichheit des Gradienten und des Drehmoments,
also U g = U m . Zu diesem Zeitpunkt wird somit der Schraubvorgang
beendet.
Alternativ kann der Transformationsfaktor k proportional zum
Drehwinkel ϕ erhöht werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise
ein Inkrementalgeber 31 am nicht dargestellten Schraubwerkzeug
angeordnet sein, der über einen Zähler 32 und einen
Digital-Analog-Wandler 33 ein dem Winkel ϕ proportionales Signal
k = c · ϕ am den Multiplizierer 28 liefert. In diesem Fall
entsteht eine Spannung, deren Verlauf in Fig. 3 durch den Graphen y
gekennzeichnet ist.
Die in der beispielsweisen Schaltung mit 25, 26 und 27 bezeichneten
Bauteile entfallen bei dieser Alternative.
Claims (4)
1. Verfahren zum Überwachen des Anziehvorgangs einer Schraube,
gemäß dem der Drehmomentverlauf über dem Drehwinkel M = f ( d )
und der Anstieg des Drehmoments dM/dϕ fortlaufend ermittelt
werden und der Verschraubvorgang bei Erreichen einer
bestimmten Beanspruchung der Schraube, insbesondere beim
Erreichen deren Streckgrenze, selbsttätig beendet wird und
als Abschaltkriterium für den Schraubvorgang die Bedingung
k · dM/dϕ = M ( d )dient, wobei k ein dem jeweiligen Schraubfall
angepaßter Transformationsfaktor ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Transformationsfaktor k für den Augenblickswert
der Spannung M′ ( ϕ ) zu Beginn des durch M″ ≦ 0
definierten Dehnvorgangs der Schraube selbsttätig so
bestimmt wird, daß zu diesem Zeitpunkt die Spannung M′ ( ϕ )
ein vorbestimmtes Vielfaches im Bereich des 1,5 bis 4fachen
des dem Anziehmoment M ( ϕ ) entsprechenden Spannungswerts
beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Transformationsfaktor k anhand von Musterverschraubungen
ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Transformationsfaktor k während des Schraubvorgangs
proportional zum Drehwinkel ϕ vergrößert wird, so daß sich ein
Graph
y = k · M′ ( ϕ ) = c · ϕ · M′ ( ϕ )ergibt, welcher den Graphen
M ( ϕ ) im Streckgrenzbereich der Schraube schneidet, wobei
1,5 ≦ c ≦ 3 ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Transformationsfaktor k aus dem maximalen Anziehwinkel
ϕ max der Verschraubung nach der Beziehung k = c · ϕ max
berechnet und fest eingestellt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853523456 DE3523456A1 (de) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | Verfahren zum rberwachen des anziehvorgangs einer schraube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853523456 DE3523456A1 (de) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | Verfahren zum rberwachen des anziehvorgangs einer schraube |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3523456A1 DE3523456A1 (de) | 1987-01-08 |
DE3523456C2 true DE3523456C2 (de) | 1987-06-04 |
Family
ID=6274652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853523456 Granted DE3523456A1 (de) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | Verfahren zum rberwachen des anziehvorgangs einer schraube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3523456A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4243069A1 (de) * | 1992-12-18 | 1994-06-23 | Gardner Denver Gmbh | Impulswerkzeug, insbesondere Impulsschrauber |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005019258B4 (de) * | 2005-04-26 | 2009-02-12 | Junkers, Holger, Dipl.-Ing.(FH) | Verfahren zur Schraubstellenanalyse und zum streckgrenzengesteuerten Anziehen von Schraubverbindungen unter Einsatz intermittierend arbeitendender Schraubwerkzeuge |
DE102021114818A1 (de) | 2021-06-09 | 2022-12-15 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Überwachung eines Einschraubvorgangs einer Schraube |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3128557A1 (de) * | 1981-07-18 | 1983-03-03 | Dr. Staiger, Mohilo + Co GmbH, 7060 Schorndorf | Verfahren zum ueberwachen von schraubvorgaengen |
DE3247618A1 (de) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Deutsche Gardner-Denver Gmbh, 7081 Westhausen | Verfahren zum anziehen von schraubverbindungen |
-
1985
- 1985-07-01 DE DE19853523456 patent/DE3523456A1/de active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4243069A1 (de) * | 1992-12-18 | 1994-06-23 | Gardner Denver Gmbh | Impulswerkzeug, insbesondere Impulsschrauber |
DE4243069C2 (de) * | 1992-12-18 | 2001-09-27 | Gardner Denver Gmbh | Impulswerkzeug, insbesondere Impulsschrauber |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3523456A1 (de) | 1987-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2803675C2 (de) | ||
DE2813565C2 (de) | ||
DE2932044C2 (de) | ||
DE2713099C2 (de) | ||
EP0258543A2 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erkennung der Betriebsbereitschaft einer Sauerstoffmesssonde | |
DE2708923A1 (de) | Steuerkreis fuer ein drehmoment-werkzeug | |
DE3708892A1 (de) | Strommesseinrichtung, insbesondere zur bestimmung des motorstroms eines gleichstrommotors | |
DE3522775C2 (de) | ||
DE3012977A1 (de) | Materialpruefvorrichtung | |
DE3523456C2 (de) | ||
DE2731249B2 (de) | Verfahren zum Feststellen ungenügender Kompression in einzelnen Zylindern einer Innenbrennkraftmaschine | |
DE3127753A1 (de) | "vorrichtung zum festziehen eines mit gewinde versehenen befestigungselements" | |
DE19804468A1 (de) | Verfahren zum Aufbringen einer gewünschten Vorspannkraft einer Schraubverbindung | |
EP0989784B1 (de) | Schaltung sowie Kalibrierungs- und Betriebsverfahren eines PWM-Schaltnetzteils für Niedervoltlampen | |
DE2728666C2 (de) | Einrichtung zur Überwachung der Funktion von Elektromagneten | |
DE2539194A1 (de) | Schaltungsanordnung zur auswertung von elektrischen ausgangssignalen eines detektors fuer dickenaenderungen einer kraftstoffeinspritzleitung | |
EP0559937A1 (de) | Verfahren zum Festziehen eines Schraubverbindungselementes | |
DE2142711C3 (de) | Signalprüfschaltung für Signale, für welche bestimmte Toleranzbereiche vorgegeben sind | |
DE102009046450A1 (de) | Sensoranordnung mit mindestens einem Sensor und einer Auswerteeinheit sowie Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung | |
EP1056568A1 (de) | Verfahren zum anziehen von verschraubungen | |
DE4404419C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum gesteuerten Festziehen von Schraubverbindungen | |
DE4411300B4 (de) | Verfahren zur Erkennung der Endstellung eines elektromotorisch angetriebenen Fensterhebers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE3443967A1 (de) | Vorrichtung zur pruefung von bauelementen | |
DE19828055B4 (de) | Schaltung zur Ansteuerung wenigstens eines induktiven Sensors | |
DE102008054994A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Spannungsversorgung von einem analogen Sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |