DE3532353A1

DE3532353A1 - Schraubkraftsimulator

Info

Publication number: DE3532353A1
Application number: DE19853532353
Authority: DE
Inventors: Karl Kessler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-11
Filing date: 1985-09-11
Publication date: 1987-03-19

Description

Die zuverlässige Durchführung von Verschraubungen ist in der automatisierten Montagetechnik ein entscheidendes Kriterium, insbesondere dann, wenn es sich um die sogenannten Sicherheitsschraubfälle handelt. Eine systematische Überprüfung der Schraubmaschinen mit entsprechender Dokumentation der Prüfwerte ist daher unerläßlich.

Ein Verfahren, welches in den Prüfvorgang das gesamte Schraubsystem einbezieht, wird die größte Sicherheit gewährleisten.

Die nachstehend beschriebene Erfindung geht von dem Gedanken aus, der Montage ein Prüfsystem zur Verfügung zu stellen, welches in einem Arbeitsgang alle Teile des Schraubsystems vom Mitnehmer der Schraube bis zur Auswertung und Dokumentation mechanisch und elektrisch durch Vergleich von Soll- und Istwerten durchführt. Dabei ist es unerläßlich, daß die Antriebseinheit mit dem vollen Drehmoment belastet wird und daß die sehr unterschiedlichen Schraubfälle mit den fallspezifischen Drehmoment- Drehwinkel-Verläufen simuliert werden können.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Fig. 1 wie folgt beschrieben.

In einem Gehäuse (2) ist eine drehbar gelagerte Welle (1) mit einem die Schraube ersetzenden und auswechselbaren Mitnehmer (16) ausgerüstet. Die Scheibe (4) ist mit der Welle (1) drehsteif verbunden und dient mit Hilfe des Stahlbandes oder Stahlseils (15) zur Umwandlung der Drehbewegung in eine Längsbewegung. Das Stahlband (15) ist über die Verbindungsstange (5) mit dem Kolben des Hydraulikzylinders (6) verbunden. Der Hydraulikzylinder ist über einen Kraftsensor (7) am Gehäuse (2) befestigt. Die Rückholfeder (8) dient dazu, das System in die Ausgangslage zu bewegen. Anstelle der Rückholfeder ist auch eine rein hydraulische Steuerung über die Leistungen (17 + 18) denkbar.

Wird durch Drehen des Mitnehmers (16) der Kolben des Hydraulikzylinders (6) in Richtung Achse (1) bewegt, so wird das vor dem Kolben liegende Öl über die Leitung (10) und das Ventil (9) zur Leitung (18) geführt. Ist das Ventil (9) geschlossen, so kann sich der Kolben des Hydraulikzylinders (6) nicht in Richtung der drehbaren Achse (1) bewegen, damit entsteht beim Drehversuch des Mitnehmers (16) an diesem ein Blockiermoment.

Wird das Ventil (9) geöffnet, so bekommt der Kolben des Hydraulikzylinders (6) mehr oder weniger Bewegungsmöglichkeit und damit ändert sich bei (16) das Blockiermoment in ein entsprechendes Bremsmoment. Dieses Bremsmoment dient zur Belastung der Schraubmaschine beim Überprüfungsvorgang, es simuliert die Wirkung einer Schraube beim Anschraubvorgang.

Auf der Welle (1) befindet sich weiter eine gleichmäßige Teilung (14 ), die von einem am Gehäuse befestigten Sensor (13) je nach Winkellage abgelesen wird. Mit diesem Sensorsystem wird die konventionelle Winkelmeßeinrichtung gesteuert.

Die elektronische Steuerung des Drehmomentes kann durchgeführt werden, wenn es sich bei (9) um ein elektronisch steuerbares Servoventil handelt. So wird über ansich bekannte elektronische Verfahren, dem Mitnehmer (16) das für den Prüfvorgang gewünschte Drehwinkel-Drehmoment aufgezwungen und über den in das stationäre System eingebaute und zu überprüfende Meßsystem mit dem Ergebnis dieses Systems verglichen. Überschreiten die vorgegebenen Toleranzgrenzen das zulässige Maß, so wird eine entsprechende Fehlermeldung erzeugt bzw. dokumentiert.

Das Servoventil (9) kann, je nach gewünschter Ausführung, auch außerhalb des hier beschriebenen Gerätes untergebracht werden, ebenso die elektronische Einrichtung. Die Verbindung wird dann über druckfeste und flexible Zuleitungen hergestellt. Bei Anordnungen, welche eine Veränderung des Zusammenhanges Drehmoment-Drehwinkel nicht erfordern, kann auf das elektronisch steuerbare Servoventil (9) verzichtet werden. In solchen Fällen ist auf der Welle (1) eine auswechselbare Steuerscheibe (12) untergebracht und diese Steuerscheibe steuert dann rein mechanisch über den Stößel (11) das entsprechende wegabhängige Drosselventil.

Der beschriebene mechanisch hydraulische Teil des Schraubkraftsimulators kann vollautomatisch z. B. durch ein entsprechendes Handhabungsgerät periodisch vor den Mitnehmer der Schraubmaschine positioniert werden. Das Prüfgerät kann aber auch manuell zur Überprüfung von Schraubstationen eingesetzt werden, in solchen Fällen ist die leichte Veränderbarkeit des Drehwinkel-Drehmoment-Verlaufes von besonderem Vorteil.

Die Beschreibung anhand von Fig. 1 stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar. Andere Lösungen, z. B. mit einem Drehkolbensystem anstelle eines Hydraulikzylinders mit längs beweglichen Kolben sind denkbar. Ebenso ist es denkbar, daß die Kraft- bzw. Drehmomentmessung indirekt über einen Drucksensor im hydraulischen System erfolgt.

Claims

1. Schraubkraftsimulator mit veränderlichem Drehmonent- und Drehwinkelbe reich mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerter Welle mit aus wechselbarem Mitnehmer für den Prüfling, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Bremsdrehmomentes hydraulisch mit einem drosselbarem, druckfesten Verdrängungssystem erfolgt.

2. Schraubkraftsimulator wie Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsdrehmoment umgeformt in eine Zugkraft durch einen elektronisch arbeitenden Kraftsensor gemessen wird.

3. Schraubkraftsimulator wie 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des Drehwinkels berührungslos in Verbindung mit einem elektronischen Winkelsensor erfolgt.

4. Schraubkraftsimulator wie Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung des bremsmomenterzeugenden Flüssigkeitsstromes mechanisch über eine auswechselbare Kurvenscheibe durch ein weggesteuertes Drosselventil erfolgt.

5. Schraubkraftsimulator wie Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung des bremsmomenterzeugenden Flüssigkeitsstromes durch ein elektronisch angesteuertes Servoventil erfolgt.

6. Schraubkraftsimulator wie Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von der rotierenden Welle auf den Kolben des hydraulischen Verdrängungssystems durch ein Stahlband, ein Stahlseil, eine Zahnstange oder ein Zahnradsystem erfolgt.

7. Schraubkraftsimulator wie Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Bremsmomentes durch ein Drehkolbensystem und die Momentmessung mit einem Torsionssensor erfolgt.

8. Schraubkraftsimulator wie Anspruch 1, 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmomentmessung indirekt über einen Drucksensor zwischen Drosselventil und Verdrängungssystem erfolgt.