DE69408913T2 - Spannvorrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festziehen einer Mutter, die auf ein Gewindeelement aufgeschraubt ist, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Es sind bereits Rohrverbindungen bekannt mit einem ersten rohrförmigen Verbindungselement, das einen hexagonalen Flansch und einen mit einem Außengewinde versehenen Bereich hat, und einem zweiten Verbindungselement, das zu diesem Ende an Ende angeordnet ist, einer ringförmigen Dichtung, die zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der beiden Verbindungselemente angeordnet ist, einer Mutter, die an dem zweiten Verbindungselement vorgesehen ist und auf das erste Verbindungselement geschraubt ist, und einem Axiallager, das zwischen dem zweiten Verbindungselement und der Mutter vorgesehen ist.
• Mit der Rohrverbindung wird eine fluiddichte Verbindung erzeugt, indem die Mutter zuerst manuell auf das erste Verbindungselement aufgeschraubt wird und die Mutter danach mit einem Werkzeug angezogen wird, wobei der hexagonale Flansch des ersten Verbindungselements von einem anderen Werkzeug gehalten wird. Um die Mutter geeignet festzuziehen, wird ein Zeichen an jedes der ersten Verbindungselemente und der Mutter gemacht, nachdem die Mutter manuell angezogen wurde, und dann wird die Mutter um einen gewünschten Winkel gegenüber den Zeichen gedreht. Alternativ wird die Mutter mit einem Drehmomentschlüssel gedreht, der als Anzugswerkzeug dient, bis ein gewünschter Drehmomentwert erreicht wird, um das Anziehen sicherzustellen.
• DE-U-90 12 774 offenbart eine Vorrichtung zum Anziehen einer Mutter, die auf ein mit einem Außengewinde versehenes Element mit einem Flansch geschraubt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Vorrichtung umfaßt einen Körper, ein Element, um eine Drehung des mit einem Außengewinde versehenen Elements zu verhindern, das von einem vorderen Ende des Körpers nach vorne vorsteht und einen in einer vorbestimmten Richtung offenen Flanscheinsetzbereich hat, ein Zahnradhalteelement, das an dem Verhinderungselement befestigt ist und einen Zahnradhaltebereich aufweist, und ein Mutterdrehzahnrad mit einem Muttereinsetzbereich, der koaxial zu dem Flanscheinsetzbereich liegt und im wesentlichen in derselben Richtung offen ist wie dieser. Das Zahnrad wird durch das Zahnradhalteelement so gehalten, daß es um eine Achse des Muttereinsetzbereiches drehbar ist. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin ein Übertragungszahnrad, das an dem Verhinderungselement befestigt und mit dem Mutterdrehzahnrad in Eingriff bringbar ist, um das Zahnrad zu drehen, und Mittel zum Antreiben des Übertragungszahnrades.
• Bei der herkömmlichen Festziehvorrichtung wird die Mutter zuerst manuell auf das mit einem Außengewinde versehene Element geschraubt, der Flanscheinsetzbereich des Verhinderungselements wird an dem Flansch des mit einem Außengewinde versehenen Elements befestigt, der Muttereinsetzbereich des Mutterdrehzahnrads wird weiterhin an der Mutter angebracht, und das Übertragungszahnrad wird danach durch Antriebsmittel gedreht, wobei das Mutterdrehzahnrad gedreht wird, um die Mutter auf dem mit einem Außengewinde versehenen Element festzuziehen.
• Die Anwendung der bekannten Vorrichtung wird jedoch manchmal für zu kompliziert gehalten. Somit ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Anziehen der oben genannten Art zu schaffen, die den Arbeitsablauf für das Anziehen von Rohrverbindungen und dergleichen vereinfacht.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Anziehen einer Mutter, die auf ein mit einem Außengewind versehenes Element mit einem Flansch aufgeschraubt ist, gelöst, wobei die Vorrichtung einen Körper, ein Element zur Verhinderung einer Drehung des mit einem Außengewinde versehenen Elements, wobei das Verhinderungselement von einem Ende des Körpers nach vorne vorsteht und einen in einer vorbestimmten Richtung offenen Flanscheinsetzbereich hat, ein Zahnradhalteelement, das an dem Verhinderungselement befestigt ist und einen Zahnradhaltebereich koaxial zu dem Flanscheinsetzbereich aufweist, ein Mutterdrehzahnrad mit einem Muttereinsetzbereich, der koaxial zu dem Flanscheinsetzbereich liegt und im wesentlichen in derselben Richtung offen wie dieser ist, wobei das Zahnrad durch das Zahnradhalteelement so gehalten wird, daß es um eine Achse des Muttereinsetzbereiches drehbar ist, ein Übertragungszahnrad, das an dem Verhinderungselement befestigt ist und mit dem Mutterdrehzahnrad in Eingriff bringbar ist, um das Zahnrad zu drehen, und ein Mittel zum Antreiben des Übertragungszahnrads aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Zahnradhalteelement zwischen einer Position, in der das Mutterdrehzahnrad mit dem Übertragungszahnrad kämmt, und einer Position, in der die Zahnräder außer Eingriff voneinander stehen, bewegbar ist. Durch die Bereitstellung eines bewegbaren Zahnradhalteelements ist es möglich, den Muttereinsetzbereich an der Mutter anzubringen, während das Mutterdrehzahnrad manuell gedreht wird, wenn es außer Kämmeingriff von dem Übertragungszahnrad gehalten wird, und somit durch die Anwendung der vorliegenden Vorrichtung den Anzugsarbeitsablauf zu vereinfachen.
• Es können Mittel vorgesehen werden, die das Anzugsmaß der Mutter erfassen. Die Mutter kann dann angezogen werden, während das Anzugsmaß erkannt wird, um somit ein zu starkes oder schwaches Anziehen zu verhindern, ohne die lästige Prozedur zu benötigen, die Mutter um einen gewünschten Winkel zu drehen, während das Anzugsmaß visuell überprüft wird.
• Es können Mittel zur Erfassung des Anzugsdrehmoments vorgesehen werden. Dies ermöglicht es, den Arbeiter die Mutter anzuziehen, während er das Anzugsdrehmoment erfaßt, wodurch ein zu schwaches oder zu starkes Anziehen vermieden werden kann.
• In anderer Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Vorrichtung weiterhin Mittel, um das Anzugsmaß der Mutter zu erfassen, Mittel, um das Anzugsdrehmoment zu erfassen, und Mittel, um aus dem erfaßten Anzugsmaß und dem erfaßten Anzugsdrehmoment zu entscheiden, ob die Mutter normal angezogen wurde. Es kann dann das mit einem Außengewinde versehene Element angezogen werden, während das Anzugsmaß und das Anzugsdrehmoment erfaßt werden, und entschieden werden, ob das Anzugsdrehmoment innerhalb eines Referenzbereiches hinsichtlich des Anzugsmaßes liegt, wobei der Referenzbereich des Anzugsdrehmoments hinsichtlich des Anzugsmaßes des mit einem Außengewinde versehenen Elements für normales Anziehen festgelegt wird. Die Vorrichtung schließt somit ein zu starkes oder zu schwaches Anziehen aus, ohne daß der Arbeiter überprüfen muß, ob das mit einem Außengewinde versehene Element normal angezogen ist, und weiterhin es ermöglicht diese dem Arbeiter festzustellen, daß er vergessen hat, beispielsweise eine Dichtung oder ein Axiallager in eine Rohrverbindung einzubauen. Dies sichert einen vereinfachten Anzugsablauf und verhindert jede Wahrscheinlichkeit eines ungeeigneten Anziehens.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Teilexplosionsansicht einer mit Elektromotor betriebenen Vorrichtung zum Anziehen, die Gegenstand der Erfindung ist;
• Fig. 2 ist eine Vertikalschnittansicht derselben;
• Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2;
• Fig. 4 ist eine Teildraufsicht, die die Vorrichtung zum Anziehen der Fig. 1 zeigt;
• Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht derselben;
• Fig. 6, (a), (b) und (c) sind Seitenansichten, die eine elektrische Walze und eine untere Platte im Einsatz zeigen;
• Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Anzugsprüfmittels zum Gebrauch in der Vorrichtung der Erfindung zeigt;
• Fig. 8 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform derselben;
• Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Ausführungsform einer Steuereinheit zum Gebrauch in der Vorrichtung zum Anziehen der Fig. 1 zeigt;
• Fig. 10 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Drehwinkel einer Mutter und dem Anzugsdrehmoment zeigt;
• Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das allgemein ein Verfahren zum Anziehen zeigt, bei dem der Drehwinkel der Mutter und das Anzugsdrehmoment erfaßt werden;
• Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das allgemein ein Verfahren zum Anziehen zeigt, bei dem der Drehwinkel der Mutter und das Anzugsdrehmomentgefälle erfaßt werden;
• Fig. 13 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine manuelle Vorrichtung zum Anziehen zeigt, die Gegenstand der Erfindung ist;
• Fig. 14 ist eine teilweise Seitenansicht derselben;
• Fig. 15 ist eine Teildraufsicht derselben;
• Fig. 16 ist eine perspektivische Teilexplosionsansicht einer weiteren mit Elektromotor betriebenen Vorrichtung zum Anziehen, die Gegenstand der Erfindung ist;
• Fig. 17 ist eine Vertikalschnittansicht derselben;
• Fig. 18 ist eine teilweise gebrochene Draufsicht, die dieselbe zeigt;
• Fig. 19 ist eine Querschnittansicht derselben; und
• Fig. 20 ist eine Seitenansicht, die die Bewegung der oberen Platte zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen nachfolgend beschrieben.
• In der folgenden Beschreibung werden die Begriffe "obere", "untere", "vordere", "hintere" bezüglich Fig. 2 verwendet. Die Ober- und Unterseiten der Fig. 2 werden mit "obere" und "untere" bezeichnet, beziehungsweise die linke Seite der Fig. 2 mit "vordere" und deren rechte Seite mit "hintere". Die oben-unten Beziehung ist relativ; die dargestellte Vorrichtung kann mit der Unterseite nach unten, seitlich oder schräg positioniert verwendet werden.
• Die Fig. 1 bis 7 zeigen eine mit Elektromotor betriebene Vorrichtung zum Anziehen als eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Anziehen der vorliegenden Erfindung.
• Die Vorrichtung ist geeignet, um eine Mutter 36 manuell auf ein mit einem Außengewinde versehenes Element 35 mit einem Flansch 35a vollständig aufzuschrauben. Die Vorrichtung hat eine obere Platte 1, die geeignet ist, um eine Drehung des mit einem Außengewinde versehenen Elements 35 zu verhindern, und sie umfaßt einen Gleichstromservomotor 19, der von einem vorderen Ende des Körpers 30 nach vorne vorsteht, eine zahnradhaltende untere Platte 3, die unter der Platte 1 parallel zu dieser angeordnet und auf- und abwärts bewegbar ist, ein Mutterdrehzahnrad 4, das an dem vorderen Ende der unteren Platte 3 befestigt und drehbar in einer horizontalen Ebene ist, und ein Antriebsstirnzahnrad 27, das zwischen der obe ren Platte 1 und der unteren Platte 3 angeordnet ist und mit dem Zahnrad 4 im Eingriff steht, um das Zahnrad zu drehen.
• Die obere Platte 1 ist an ihrem vorderen Ende als Flanscheinsetzbereich 2 ausgebildet, der nach vorne offen ist. Der Flanscheinsetzbereich 2, der zum Kopf eines Schraubenschlüssels paßt, hat eine Öffnungsgröße in Übereinstimmung mit dem äußeren Maß des Flansches 35a des mit einem Außengewinde versehenen Elements 35. Das Gewindeelement 35 wird am Drehen gehindert, wenn dessen Flansch 35a in den Flanscheinsetzbereich eingesetzt ist.
• Die untere Platte 3 ist an ihrem vorderen Ende als Muttereinsetzbereich 15 koaxial zum Flanscheinsetzbereich 2 ausgebildet und nach vorne offen. Der Muttereinsetzbereich 15 ist teilweise rund und etwas größer im Querschnitt als die Mutter 36, um die Drehung der Mutter 36 nicht zu verhindern.
• Das vordere Ende der unteren Platte 3 ist an seiner Oberseite mit einem kreisbogenförmigen nach oben gerichteten Vorsprung 12 versehen, der koaxial zum Flanscheinsetzbereich 2 liegt, wobei das vordere Ende der oberen Platte 1 an seiner Unterseite mit einem nach unten gerichteten kreisbogenförmigen Vorsprung 11 versehen ist, der koaxial zum Flanscheinsetzbereich 2 liegt.
• Das Mutterdrehzahnrad 4 ist ein Stirnzahnrad mit einem Muttereinsetztbereich 5, der die Mutter 36 aufnimmt. Wenn das Zahnrad 4 auf der unteren Platte 3 gehalten wird, liegt der Muttereinsetzbereich 5 koaxial zum Flanscheinsetzbereich 2. Der Bereich 5 ist nach vorne offen, um die Mutter 36 auswechselbar darin anzubringen, und hat eine Öffnungsgröße in Übereinstimmung mit dem äußeren Maß der Mutter 36. Das Zahnrad 4 ist an seinen oberen und unteren Seiten mit oberen und unteren Nuten 13 versehen, die den entsprechenden nach unten gerichteten Vorsprung 11 der oberen Platte 1 und den nach oben gerichteten Vorsprung 12 der unteren Platte 3 aufnehmen.
• Das Zahnrad 4 wird, von oben gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn durch das Stirnzahnrad 27 angetrieben, mit dem es im Eingriff steht. Das Stirnzahnrad 27, das mit dem Mutterdrehzahnrad 4 im Eingriff steht, ist auf einer vertikalen Welle 14, die sich durch die obere Platte 1 nahe ihres vorderen Endes erstreckt, angebracht und dreht sich mit dieser.
• Die untere Platte 3 hat zwei vertikale Führungsstangen 6, die sich beide durch die obere Platte 1 erstrecken. Jede dieser Führungsstangen 6 hat ein oberes Ende, das fest mit einem rechtwinkligen quaderförmigen Block 7 versehen ist, und ein unteres Ende, das an der unteren Platte 3 befestigt ist. Eine zylindrische exzentrische Rolle 9, die einen äußeren Flansch 9a an jedem Ende aufweist, ist an der Oberseite der oberen Platte 1 angebracht. Die exzentrische Rolle 9 ist drehbar am Block 7 mit einem Stift 8 an einer exzentrischen Stelle an jedem Flansch 9a angebracht. An der Rolle 9 ist ein Hebel 10 befestigt. Wenn der Hebel 10 bewegt wird, dreht dieser die Rolle 9, um die untere Platte 3 aufwärts oder abwärts relativ zur oberen Platte 1 zu bewegen, wobei diese Platten 1, 3 parallel gehalten werden.
• Die exzentrische Rolle 9 dreht sich, wobei sie immer durch die Schwerkraft mit der Oberseite der oberen Platte 1 in Berührung gehalten wird, die auf die Rolle 9 selber und auf die untere Platte 3 und die vertikalen Führungsstangen 6, die an dieser befestigt sind, wirkt. Wenn die Stifte 8 in der höchsten Position sind, steht die Oberseite der unteren Platte 3 in Kontakt mit der Unterseite des Zahnrads 27, wobei das Zahnrad 4 mit dem Zahnrad 27 kämmt, um das Zahnrad 4 zu drehen. In dieser Stellung sitzen die Vorsprünge 11, 12 der oberen und unteren Platten 1, 3 in den entsprechenden oberen und unteren kreisbogenförmigen Nuten 13, 13 des Zahnrads 4, so daß das Zahnrad 4 drehbar um eine vertikale Achse direkt unterhalb des Flanscheinsetzbereiches 2 der oberen Platte 1 ist, wobei es von den zwei Vorsprüngen 11, 12 geführt wird. Zwischen der Oberseite der unteren Platte 3 und der Unterseite der oberen Platte 1 und zwischen der unteren Seite der Nut 13 des Zahnrads 4 und der unteren Seite des Vorsprungs 11 der oberen Platte 1 ist ein kleiner Zwischenraum vorgesehen, so daß das Zahnrad 4 auf- und abwärts bewegbar ist (siehe Fig. 2, 5 und 6, (a)).
• Wenn die exzentrische Rolle 9 um 90º aus der oberen Position gedreht wird, wird das Zahnrad 4 in eine Position gebracht, in der es mit dem Stirnzahnrad 27 nur leicht kämmt (siehe Fig. 6, (b)). Wenn die Rolle 9 aus dieser Position um weitere 90º gedreht wird, wodurch die Stifte 8 in die niedrigste Position gebracht werden, ist die untere Platte 3 von der oberen Platte 1 mit dem größten Abstand beabstandet, wobei das Zahnrad 4 außer Eingriff von dem Stirnzahnrad 27 zum Antrieb des Zahnrads 4 gebracht wird (siehe Fig. 6, (c)).
• Die vertikale Welle 14, die das Antriebsstirnzahnrad 27 für das Mutterdrehzahnrad 4 trägt, wird von einem Gleichstromservomotor 19 und einem Zahnradwerk gedreht. Genauer gesagt hat der Servomotor 19 eine Antriebswelle 20, die, von hinten nach vorne betrachtet, im Uhrzeigersinn drehbar ist und ein Stirnzahnrad 21 trägt. Mit diesem Zahnrad 21 kämmt ein anderes Stirnzahnrad 22, das eine horizontale Welle parallel zur Welle 20 hat. Eine Schnecke 23, die an der Welle des Stirnzahnrads 22 angebracht ist, kämmt mit einem Schneckenrad 24 kämmt, welches eine horizontale Welle hat, die mit einer weiteren Schnecke 25 versehen ist. Ein Schneckenrad 26, das mit der Schnecke 25 kämmt, ist an der vertikalen Welle 14 angebracht.
• Das beschriebene Zahnradwerk ist in Körper 30 aufgenommen. Wie man in Fig. 4 sieht, sind am Deckel des Körpers 30 ein Startknopf 31, ein Notausknopf 32, eine lichtemittierende Diode 33 und eine Alarmklingel 34 vorgesehen.
• Die vertikale Welle 14 ist an ihrem oberen Ende mit einer Drehplatte 16 versehen, die mit ihr dreht, um die Anzahl der Umdrehungen der Welle 14 mittels eines Drehwinkelsensors 17 zu zählen, der die Anzahl in einen Drehwinkel der Mutter umwandelt. Ein Dehnungsmeßstreifen 18 ist an der Umfangsfläche der Welle 14 angebracht, und das Maß der Dehnung der Welle 14 wird mit einem Anzugsdrehmomentsensor 28 in ein Anzugsdrehmoment umgewandelt.
• Die Mutter 36 wird auf ein Gewindeelement 35 mit der oben beschriebenen Vorrichtung auf folgende Weise aufgeschraubt.
• Zuerst wird die Mutter 36 manuell auf das Gewindeelement 35 aufgeschraubt. Die untere Platte 3 ist im weitesten Abstand zur oberen Platte 1 angeordnet. Als nächstes wird der Flanscheinsetzbereich 2 der oberen Platte 1 an dem Flansch 35a des Gewindeelements 35 angebracht, und die Mutter 36 wird oberhalb des Muttereinsetzbereiches 15 angeordnet. Das Mutterdrehzahnrad 4 wird dann auf der unteren Platte 3 angeordnet, wobei die Mutter 36 in den Muttereinsetzbereich 5 eingepaßt wird. Die exzentrische Rolle 9 wird danach gedreht, um die untere Platte 3 zur oberen Platte 1 zu bewegen und das Zahnrad 4 mit dem Antriebsstirnzahnrad 27 in kämmenden Eingriff zu bringen, wobei das Zahnrad 4 manuell angepaßt wird, womit die Vorrichtung in Betriebsbereitschaft gebracht wird. Der Startknopf 31 wird dann gedrückt. Die Mut ter 36 wird automatisch ganz festgezogen, wobei entschieden wird, ob das Anziehen der Mutter normal ist.
• Unter Bezugnahme auf das Blockdiagramm der Fig. 7 werden das Anzugsdrehmoment, das mit dem Anzugsdrehmomentsensor 28 erfaßt wird, und der Drehwinkel, der mit dem Drehwinkelsensor 17 erfaßt wird, dem Mikrocomputer 29 zugeführt, der durch den unten beschriebenen Entscheidungsvorgang entscheidet, ob die Mutter normal festgezogen wurde. Das Ergebnis wird durch die lichtemittierenden Diode 33 und die Alarmklingel 34 ausgegeben. Der Mikrocomputer 29 gibt an den Servomotor 19 einen Befehl weiter, beispielsweise hinsichtlich der Umdrehungsgeschwindigkeit oder des Drehwinkels, Gegendrehung oder Anhalten der Mutter 36.
• Die Diode 33 gibt beispielsweise grünes Licht, das normales Festziehen anzeigt, oder rotes Licht, das abnormales Anziehen anzeigt, oder sie geht an, wenn eine Nachprüfung erfolgen soll, geht aus, um ein normales Festziehen anzuzeigen oder flackert, um abnormales Festziehen anzuzeigen. Die Alarmklingel 34 geht beispielsweise einmal an, um normales Festziehen anzuzeigen, oder dreimal an, um abnormales Anziehen anzuzeigen.
• Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das ein Entscheidungsmittel zeigt, das geeignet ist, um das Anzugsmaß der Mutter 36 in Form von der Verstellung der Mutter 36 relativ zu dem Gewindeelement 35 anstatt des Drehwinkels zu erfassen. In diesem Fall ist das Gewindeelement 35 beispielsweise mit einem Verstellungssensor 37 der Laserart ausgestattet und ein Laserstrahlempfangselement 38 ist an der Endfläche der Mutter 36 gegenüber dem Gewindeelement 35 angebracht. Der Verstellungssensor 37 kann auf der Mutter 36 vorgesehen werden.
• Eine Motorantriebsbatterie 39 und der Mikrocomputer können in die Vorrichtung zum Festziehen eingebaut oder von dem Hauptkörper der Vorrichtung zum Festziehen getrennt und beispielsweise an einen Band 40, wie in Fig. 9 gezeigt, angebracht sein. Alternativ ist es möglich, die Batterie 39 und den Mikrocomputer 29 als eine Einheit zu gestalten, oder nur die Batterie 39 von der Vorrichtung zum Festziehen zu trennen, während der Mikrocomputer 29 eingebaut ist.
• Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen dem Anzugswinkel und dem Anzugsdrehmoment, die beim Festziehen einer Rohrverbindung involviert sind mit einem ersten rohrförmigen Verbindungselement (mit einem Außengewinde versehenes Element) 35, das ein mit einem Außengewinde versehenes Teil und einen hexagonalen Flansch hat, einem zweiten rohrförmigen Verbindungselement, einer ringförmigen Dichtung, die zwischen die gegenüberliegenden Enden der zwei Verbindungselemente gelegt ist, einer Mutter 36, die an dem zweiten rohrförmigen Verbindungselement vorgesehen ist und auf das erste röhrenförmige Verbindungselement (mit einem Außengewinde versehenes Element) 35 geschraubt ist, und einem Axiallager, das zwischen dem zweiten Verbindungselement und der Mutter 36 vorgesehen ist. Die Beziehung wurde in einem normalen Fall und auch in abnormalen Fällen festgelegt, wobei die Dichtung oder Dichtung und Axiallager fehlten, während die Rohrverbindung zuerst durch manuelles Festziehen der Mutter 36 auf das Gewindeelement 35 und danach durch Anziehen der Mutter 36 mit einem Schraubenschlüssel montiert wurde. Im normalen Fall, der in Fig. 10 gezeigt ist, erhöht sich das Anzugsdrehmoment in linearer Beziehung (Kurve 1) mit dem Mutteranzugswinkel, wenn die Mutter 36 festgezogen wird, bis der Winkel auf etwa 80º ansteigt. Die Kurve ändert sich bei einem Mutteranzugswinkel von etwa 80º, und das Anzugsmoment steigt danach in linearer Beziehung an (Kurve 2). Wenn der Arbeiter vergaß, die Dichtung einzubauen, ist der Anstieg des Anzugsmomentes größer als im normalen Fall, was eine andere Kurve hervorbringt. Wenn der Arbeiter vergaß, sowohl die Dichtung als auch das Axiallager einzubauen, steigt das Anzugsmoment in einem größeren Maß, was eine Kurve hervorbringt, die sich von der Kurve, bei der nur die Dichtung fehlte, unterscheidet.
• Diese Ergebnisse zeigen, daß der Wert des Anzugsdrehmoments relativ zum Anzugswinkel und die Kurve (Gradient) des Anzugsdrehmoments beide als Referenzwerte bei der Beurteilung des Festziehens herangezogen werden können.
• Als nächstes wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Festziehen unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 11 beschrieben.
• Die Mutter wird zuerst manuell auf das mit einem Außengewinde versehene Element 35 geschraubt und danach mit der Vorrichtung zum Festziehen angezogen. Anfangs wird die Mutter mit langsamer Geschwindigkeit (Schritt 1) gedreht, und es wird eine Anfrage gemacht, ob das Anzugsdrehmoment ein Anzugsstartreferenzdrehmoment erreicht hat (Schritt 2). Wenn die Antwort auf die Anfrage negativ ist, wird überprüft, ob das Maß der Drehung der Mutter mindestens 45º beträgt (Schritt 3). Wenn es weniger als 45º beträgt, folgt auf Schritt 3 wieder Schritt 1. Wenn das Maß in Schritt 3 mindestens 45º beträgt, wird dieses als Anzeichen für ein ungeeignetes Anziehen aufgrund zu schwachen manuellen Anziehens interpretiert und der Arbeitsablauf geht mit Schritt 4 weiter. Die Mutter wird in Schritt 4 entgegengesetzt gedreht und es wird dann überprüft, ob die Mutter in die Ausgangsstellung zurückgekehrt ist (Schritt 5). Wenn sich die Mutter in der Ausgangsstellung befindet, wird die entgegengesetzte Drehung der Mutter gestoppt (Schritt 6), woraufhin ein Alarm gegeben wird, der das ungeeignete Anziehen anzeigt, um den Anzugsprozeß zu beenden (Schritt 7). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 2 bestätigend ist, wird die Mutter mit höherer Geschwindigkeit gedreht (Schritt 8), und das Anzugsdrehmoment wird jedesmal ermittelt, wenn sich das Maß der Drehung der Mutter um 0,5º erhöht (Schritt 9), und dann wird überprüft, ob sich das Drehmoment innerhalb eines zulässigen Bereiches befindet (Schritt 10). Wenn sich das Anzugsdrehmoment nicht innerhalb eines zulässigen Bereiches befindet, wird das Ergebnis als Anzeichen für ein ungeeignetes Anziehen interpretiert, worauf Schritt 4 folgt. Wenn in Schritt 10 festgestellt wird, daß das Anzugsdrehmoment sich innerhalb des zulässigen Bereiches befindet, wird eine Anfrage gemacht, ob der Drehwinkel der Mutter mindestens 20% des festgelegten Drehwinkels beträgt (Schritt 11). Wenn die Antwort auf Schritt 11 negativ ist, kehrt der Arbeitsablauf zu Schritt 8 zurück. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 11 bestätigend ist, wird die Mutter mit einer noch höheren Geschwindigkeit gedreht (Schritt 12), und das Anzugsdrehmoment wird jedesmal ermittelt, wenn sich das Maß der Drehung der Mutter um 1º erhöht (Schritt 13). Es wird wieder eine Anfrage gemacht, ob sich das Anzugsdrehmoment innerhalb des zulässigen Bereiches befindet (Schritt 14). Wenn die Antwort auf Schritt 14 negativ ist, wird das Ergebnis als ein Anzeichen für ungeeignetes Anziehen interpretiert und es folgt Schritt 4. Wenn die Antwort auf Schritt 14 bestätigend ist, wird eine Anfrage gemacht, ob der Drehwinkel der Mutter 100% des festgelegten Anzugsdrehwinkels erreicht hat (Schritt 15). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 15 negativ ist, kehrt der Arbeitsablauf zu Schritt 12 zurück. Wenn die Antwort bestätigend ist, wird angefragt, ob das Anzugsdrehmoment das festgelegte Anzugsdrehmoment erreicht hat (Schritt 16). Wenn die Antwort auf die Anfrage bestätigend ist, wird dies als Anzeichen dafür interpretiert, daß die Mutter angemessen festgezogen ist, und die Drehung der Mutter wird gestoppt (Schritt 17), wor aufhin die Fertigstellung des geeigneten Festziehens angezeigt wird (Schritt 18). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 16 negativ ist, wird die Mutter weiter gedreht (Schritt 19), und das Anzugsdrehmoment wird jedesmal ermittelt, wenn sich das Maß der Drehung der Mutter um 1º erhöht (Schritt 20) und es wird überprüft, ob sich das Drehmoment innerhalb des zulässigen Bereiches befindet (Schritt 21). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 21 negativ ist, wird das Ergebnis als Anzeichen für ungeeignetes Festziehen interpretiert, und es folgt Schritt 4. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 21 bestätigend ist, wird eine Anfrage gemacht, ob der Drehwinkel der Mutter 120% des festgelegten Anzugswinkels erreicht hat (Schritt 22). Wenn die Antwort auf die Anfrage negativ ist, folgt Schritt 19. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 22 bestätigend ist, wird eine Anfrage gemacht, ob das Anzugsdrehmoment das festgelegte Anzugsdrehmoment erreicht hat (Schritt 23). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 23 negativ ist, wird das Ergebnis als Anzeichen für ungeeignetes Festziehen interpretiert, gefolgt von Schritt 4. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 23 bestätigend ist, wird das Ergebnis als Anzeichen für angemessenes Festziehen interpretiert, und der Arbeitsablauf geht mit Schritt 17 weiter.
• Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 12, wird als nächstes ein anderes Verfahren zum Festziehen beschrieben, wobei die Kurve des Anzugsdrehmoments zur Beurteilung genutzt wird.
• Nach vorangegangenem manuellen Festziehen der Mutter wird das Festziehen mit der Vorrichtung zum Festziehen gestartet. Zuerst wird die Mutter mit langsamer Geschwindigkeit gedreht (Schritt 1), und es wird eine Anfrage gemacht, ob das Anzugsdrehmoment ein Anzugsstartreferenzdrehmoment erreicht hat (Schritt 2). Wenn die Antwort auf die Anfrage negativ ist, wird überprüft, ob das Maß der Drehung der Mutter mindestens 45º beträgt (Schritt 3). Wenn es weniger als 45º beträgt, folgt auf Schritt 3 wieder Schritt 1. Wenn festgestellt wird, daß in Schritt 3 das Maß mindestens 45º beträgt, wird dies als Anzeichen für ungeeignetes Anziehen aufgrund zu schwachen manuellen Anziehens interpretiert und der Arbeitsablauf geht mit Schritt 4 weiter. Die Mutter wird in Schritt 4 entgegengesetzt gedreht und es wird überprüft, ob die Mutter in die Ausgangsstellung zurückgekehrt ist (Schritt 5). Wenn die Mutter in der Ausgangsstellung ist, wird die entgegengesetzte Drehung der Mutter angehalten (Schritt 6), woraufhin ein Alarm gegeben wird, der ungeeignetes Anziehen anzeigt, um den Anzugsprozeß zu beenden (Schritt 7). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 2 bestätigend ist, wird die Mutter mit höherer Geschwindigkeit gedreht (Schritt 8), und die Kurve des Anzugsdrehmoments wird jedesmal ermittelt, wenn sich das Maß der Drehung der Mutter um 2,5º erhöht (Schritt 9), und es wird überprüft, ob sich die Drehmomentkurve innerhalb des zulässigen Bereiches befindet (Schritt 10). Wenn sich die Kurve nicht innerhalb des zulässigen Bereiches befindet, wird das Ergebnis als Anzeichen für ungeeignetes Anziehen interpretiert, worauf Schritt 4 folgt. Wenn festgestellt wird, daß sich die Drehmomentkurve in Schritt 10 innerhalb des zulässigen Bereichs befindet, wird eine Anfrage gemacht, ob der Drehwinkel der Mutter mindestens 20% des festgelegten Anzugswinkels beträgt (Schritt 11). Wenn die Antwort auf Schritt 11 negativ ist, kehrt der Arbeitsablauf zu Schritt 8 zurück. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 11 bestätigend ist, wird die Mutter mit höherer Geschwindigkeit gedreht (Schritt 12), und die Kurve des Anzugssdrehmoments wird jedesmal ermittelt, wenn sich das Maß der Drehung der Mutter um 5º erhöht (Schritt 13). Es wird wieder eine Anfrage gemacht, ob sich die Anzugsdrehmomentkurve innerhalb des zu lässigen Bereiches befindet (Schritt 14). Wenn die Antwort auf Schritt 14 bestätigend ist, wird ein Anfrage gemacht, ob der Drehwinkel der Mutter 90º erreicht hat (Schritt 15). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 15 negativ ist, kehrt der Arbeitsablauf zu Schritt 12 zurück. Wenn festgestellt wird, daß der Drehwinkel der Mutter in Schritt 15 mindestens 90º beträgt, wird das Ergebnis als Anzeichen für ungeeignetes Anziehen interpretiert, gefolgt von Schritt 4. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 14 negativ ist, wird eine Anfrage in Schritt 16 gemacht, ob sich der Drehwinkel der Mutter innerhalb des Bereiches von 70-90º befindet. Wenn die Antwort negativ ist, wird dies als Anzeichen für ungeeignetes Anziehen interpretiert, und es folgt Schritt 4. Wenn die Antwort bestätigend ist, wird eine Anfrage gemacht, ob sich die Drehmomentkurve innerhalb eines zulässigen Bereiches der Kurve 2 befindet (Schritt 17). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 17 negativ ist, wird das Ergebnis als Anzeichen für ungeeignetes Anziehen interpretiert, und es folgt Schritt 4. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 17 bestätigend ist, wird eine Anfrage gemacht, ob der Drehwinkel der Mutter 90º erreicht hat (Schritt 18). Wenn in Schritt 18 festgestellt wird, daß dieser 90º beträgt, wird das Ergebnis als Anzeichen für angemessenes Anziehen interpretiert, und die Mutter wird gestoppt (Schritt 23), worauf die Fertigstellung des geeigneten Anziehens angezeigt wird (Schritt 24). Wenn die Antwort des Schrittes 18 negativ ist, wird die Mutter weiter gedreht (Schritt 19), und die Anzugsdrehmomentkurve wird jedesmal ermittelt, wenn sich das Maß der Drehung der Mutter um 5º erhöht (Schritt 20), und es wird überprüft, ob sich die Kurve innerhalb eines zulässigen Bereiches der Kurve 2 befindet (Schritt 21). Wenn die Antwort auf die Anfrage in Schritt 21 negativ ist, wird das Ergebnis als Anzeichen für ungeeignetes Anziehen interpretiert, und es folgt Schritt 4. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 21 bestätigend ist, wird eine Anfrage gemacht, ob der Drehwinkel der Mutter 90º erreicht hat (Schritt 22). Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 22 negativ ist, folgt Schritt 19. Wenn die Antwort auf die Anfrage des Schrittes 22 bestätigend ist, wird das Ergebnis als Anzeichen für geeignetes Anziehen interpretiert, worauf der Arbeitsablauf mit Schritt 23 fortfährt.
• Der zulässige Bereich der vorangegangenen Ausführungsform beträgt zwischen -10% und +10% des Anzugsdrehmoments, was als ein gesamter Bereich, bei dem festgelegten Anzugswinkel dient. Die Mutter wird mit einem Winkel von 0 bis 20% bei etwa 50% des Wertes für den Drehwinkel von 20 bis 100% gedreht.
• Die Zahlenwerte, wie beispielsweise 20%, 90º und 1º Erhöhung, die sich auf den Winkel der Drehung beziehen und oben genannt wurden, sind alle Beispiele; geeignete Werte des Drehwinkels und dergleichen werden in dem Mikrocomputer in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des festzuziehenden Elements eingestellt.
• Um das Anziehen zu starten, wird eine Referenzposition ausgewählt, in der das Anzugsdrehmoment etwa 7 kgf-cm beträgt. Auch wenn durch manuelles Anziehen ein geringes Anzugsmoment aufgrund einer Krümmung oder Verschiebung der Rohrverbindung oder sogar aufgrund des Ereignisses unzureichend manuellen Festziehens erzeugt wird, kann somit die Referenzposition für den Start des Anziehens frei von dem resultierendem Einfluß sein.
• Obwohl in der vorangehenden Ausführungsform ein geeignetes Anziehen der Mutter 36 aus der Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Mutter und dem Anzugsdrehmoment bewertet wird, kann statt des Drehwinkels der Mutter 36 der Abstand zwi schen der Mutter 36 und dem mit einem Außengewinde versehenen Element 35 verwendet werden. Alternativ können auch beide, der Drehwinkel der Mutter 36 und der Abstand zwischen der Mutter 36 und dem Gewindeelement 35 verwendet werden. Der Abstand zwischen der Mutter 36 und dem Gewindeelement 35 kann mit einem Potentiometer, einem Wirbelstromverstellwegsensor, einem Versetzungssensor der Laserart oder dergleichen erfaßt werden.
• Obwohl in der vorangehenden Ausführungsform das Anzugsdrehmoment mit einem Dehnungsmeßstreifen 18 erfaßt wird, kann das Drehmoment auch mit anderen Mitteln erfaßt werden, wie beispielsweise mit einem magnetostriktiven Drehmomentsensor. Der Drehwinkel kann erfaßt werden, indem ein Potentiometer verwendet wird, um ein analoges Signal zu erhalten und das Signal in einen Winkel zu überführen.
• Die Fig. 13 bis 15 zeigen eine manuelle Vorrichtung zum Anziehen. In den Zeichnungen, die die motorbetiebene und manuelle Vorrichtung zum Anziehen zeigen, werden gleiche Teile mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet.
• Ein Stirnzahnrad 49, um ein Mutteranzugszahnrad 4 anzutreiben, ist durch einen Getriebezug mit einem Griff 57, der eine horizontale Welle 58 hat, verbunden. Genauer gesagt ist ein Kegelzahnrad 51 an der Welle 58 des Griffs 57 vorgesehen, das mit einem Kegelzahnrad 52 kämmt, welches eine vertikale Welle 59 hat, die mit einem Stirnzahnrad 53 versehen ist. Das Zahnrad 53 kämmt mit einem drehrichtungsänderndem Stirnzahnrad 54, das wiederum mit einem Untersetzungsstirnzahnrad 55 kämmt, das auf einer vertikalen Welle 60 befestigt ist. Ein Stirnzahnrad 56 auf der Welle 60 kämmt mit dem Stirnzahnrad 49, um das Mutteranzugszahnrad 4 anzutreiben.
• Das Stirnzahnrad 49 zum Antrieb des Zahnrads 4 hat eine vertikale Welle 61, an deren oberem Ende ein drehender Kodierer 62 angebracht ist, um den Drehwinkel der Mutter 36 zu erfassen. Ein Dehnungsmeßstreifen 63, der das Anzugsdrehmoment erfaßt, ist an der vertikalen Welle 60 des Untersetzungsstirnzahnrads 55 angebracht.
• Ein Hebel 43 zum Auf- und Abwärtsbewegen einer unteren Platte 42 wird mit einem Drehzapfen 44 auf jeder der gegenüberliegenden Seiten des Körpers 50 gehalten. Der Hebel 43 ist an einem vorderen Ende mit einem Stift 48 an einem aufrechten Teil 42a der unteren Platte 42 befestigt. Der Hebel 43 ist mit einem Langloch 45 versehen, in den der Drehzapfen 44 eingesetzt ist. Der Körper 50 hat einen Führungsstift 46, der an jeder seiner Seiten auskragt und näher als der Drehzapfen 44 an dessen Basisende positioniert ist. Jeder Hebel 43 ist mit einer Führungsnut 47 versehen, um die untere Platte in einer horizontalen Lage auf- und abwärts zu bewegen. Wenn die untere Platte 42 durch die drehende Bewegung jedes Hebels 43 auf- oder abwärts bewegt wird, wird der Führungsstift 46 durch die Nut 47 geführt, was dem Drehzapfen 44 erlaubt, sich innerhalb des Langlochs 45 zu bewegen, wobei die untere Platte 42 während der Bewegung in horizontaler Lage verbleiben kann.
• Die Mutter 36 wird mit der manuellen Vorrichtung normalerweise auf die gleiche Weise angezogen, wie wenn die motorbetriebene Vorrichtung verwendet wird. Obwohl es schwierig ist, die Drehgeschwindigkeit manuell zu kontrollieren, gibt es beim Drehwinkel, wenn er nicht kontrolliert wird, keine Beanstandung. Da die Mutter 36 nicht automatisch angehalten werden kann und nicht automatisch entgegengesetzt dreht, wird die Mutter 36 angehalten, wenn ein Zeichen zur Beendigung des geeigneten Anziehens gegeben wird, und der Anziehvorgang wird angehalten und die Mutter 36 manuell entgegen gesetzt gedreht, wenn ein Alarm gegeben wird, der ungeeignetes Anziehen anzeigt.
• Obwohl die unteren Platten 3, 42 bei den vorangegangenen Ausführungen relativ zu den oberen Platten 1, 41 beweglich angeordnet waren, brauchen sie nicht immer derart beweglich zu sein. Das Zahnrad 4, das den Einpaßbereich hat und auswechselbar montierbar ist, kann alternativ an der untere Platte angebracht werden.
• Die Fig. 16 bis 20 zeigen eine andere motorbetriebene Vorrichtung zum Anziehen, die die vorliegende Erfindung verkörpert. Die Vorrichtung hat eine untere Platte 71, um eine Drehung eines mit einem Außengewinde versehenen Elements 35 zu verhindern, und einen Gleichstromservomotor 89, der von einem vorderen Ende des Körpers 70 nach vorne vorsteht, eine zahnradtragende obere Platte 73, die oberhalb der unteren Platte 71 wird parallel zu dieser auf- und abwärts bewegbar angeordnet ist, ein Mutterdrehzahnrad 74, das an dem vorderen Ende der oberen Platte 73 montiert und drehbar in einer horizontalen Ebene ist, und ein Antriebsstirnzahnrad 97, das zwischen der unteren Platte 71 und der oberen Platte 73 angebracht ist und mit dem Zahnrad 4 kämmt, um das Zahnrad zu drehen.
• Die untere Platte 71 ist an ihrem vorderen Ende als Flanscheinsetzbereich 72 ausgebildet, der nach vorne offen ist. Der Flanscheinsetzbereich 72, der mit dem Kopf eines Schlüssels übereinstimmt, hat eine Öffnungsweite passend zur äußeren Weite eines Flansches 35a des Gewindeelements 35. Das Gewindeelement 35 wird am Drehen gehindert, wenn dessen Flansch 35a in den Bereich 72 eingesetzt wird. Der Flanscheinsetzbereich 72 ist an seiner Unterseite mit einem Abschnitt 77 in Form einer Platte zur Stützung des unteren Endes des Flansches 35a versehen, um zu verhindern, daß sich das Gewindeelement axial bewegt. Der Halteabschnitt 77 hat einen ausgeschnittenen Bereich 78 zum Einsetzen eines Rohrs oder dergleichen, das mit dem Gewindeelement verbunden ist.
• Das Mutterdrehzahnrad 4 beinhaltet einen Stirnzahnradbereich 74a, der einen Muttereinsetzbereich zur Aufnahme der Mutter 36 hat, und eine aufwärts gerichtete Erweiterung 74b des Einsetzbereiches 75. Dieser Bereich 75 ist nach vorne geöffnet, um die Mutter 36 auswechselbar darin einzusetzen, und hat eine Öffnungsweite passend zur Schlüsselweite der Mutter 36. Die Erweiterung 74b hat im Querschnitt die Form eines Kreisbogens, dessen Querschnitt koaxial zum Muttereinsetzbereich liegt. Die Erweiterung 74b ist an ihrem oberen Ende zu einem Bereich 79 in Form einer Platte geformt, die in Kontakt mit dem oberen Ende der Mutter 36 kommt, wenn die obere Platte 73 abwärts bewegt wird, um die Mutter daran zu hindern, sich axial zu bewegen. Der Haltebereich 79 hat einen ausgeschnittenen Bereich 80, um ein Rohr oder dergleichen einzusetzen, das mit dem Element 35 verbunden ist. Wenn die obere Platte 73 abwärts bewegt wird, ist der Abstand zwischen den Haltebereichen 77 und 79 nahezu gleich dem Abstand zwischen dem unteren Ende des Flansches 35a und dem oberen Ende der Mutter 36. Wenn die Mutter angezogen wird, werden das Gewindeelement 35 und die Mutter 36 auf den axial entgegengesetzten Seiten durch die beiden Haltebereiche 77, 79 gehalten. Dies gewährleistet einen vereinfachten Anziehvorgang.
• Das vordere Ende der oberen Platte ist an seiner unteren Seite mit einem nach unten gerichteten Vorsprung 81 in Form eines Kreisbogens versehen, der koaxial zum Muttereinsetzbereich 75 liegt. Die untere Platte 71 ist an der oberen Seite ihres vorderen Endes mit einer Zahnradhalteplatte 82 versehen, die einen nach oben gerichteten Vorsprung 82a in Form eines Kreisbogens hat, der koaxial zum Flanscheinsetzbereich 72 liegt.
• Der Stirnradbereich 74a des Zahnrads 74 ist an seinen Ober- und Unterseiten mit oberen und unteren Aussparungen 83 versehen, um entsprechend den nach unten gerichteten Vorsprung 81 der oberen Platte 73 und den nach oben gerichteten Vorsprung 82a der Zahnradhalteplatte 82 aufzunehmen.
• Obwohl dies nicht gezeigt ist, verjüngen sich die unteren Enden der Zähne des Zahnrads 74 und die oberen Enden der Zähne des Stirnzahnrads 97, die mit dem Zahnrad 74 kämmen, so daß diese einfach miteinander kämmen können.
• Die obere Platte 73 hat an ihrem hinteren Ende ein Paar entgegengesetzter nach unten gerichteter Vorsprünge 73a. Eine Zahnradhalteplatte 86, die geeignet ist, um das Zahnrad 74 von unten zu berühren, ist am unteren Ende jedes nach unten gerichteten Vorsprungs 73a angebracht. Das vordere Ende der oberen Platte 73 hat einen ausgeschnittenen Bereich 73b, um die Erweiterung 74b des Zahnrads 74 durch ihn einzusetzen. Das hintere Ende der oberen Platte 73 ist halbkreisförmig ausgeschnitten, um nicht mit dem Stirnzahnrad 97, das mit dem Zahnrad 74 kämmt, zu kollidieren. Wenn die obere Platte 73 sich in ihrer oberen Position befindet, ist das Zahnrad 74 frei drehbar, wobei es von der Zahnradhalteplatte 86 gehalten und von dem nach unten gerichteten Vorsprung 81 gehalten wird.
• Die untere Platte 71 ist mit einem Paar von gegenüberliegenden vertikalen Führungsstangen 76 versehen, die die obere Platte 73 mit der unteren Platte 71 auf- und abwärts beweglich verbinden. Jede der Stangen 76 reicht durch die obere Platte 73 und hat einen Federrückhalter 76a an ihrem oberen Ende. Eine gewickelte Druckfeder 87 wird zwischen dem Rückhalter 76a und der oberen Platte 73 gehalten.
• Die untere Platte 71 ist mit einem Paar von gegenüberliegenden vertikalen plattenartigen Stoppern 88 versehen, um die obere Platte 73 in ihrer oberen Position anzuhalten, wo das Zahnrad 74 nicht mehr in kämmenden Eingriff mit dem Stirnzahnrad 97 ist. Jeder der Stopper 88 ist bewegbar an dem vertikalen Drehzapfen 98 montiert, der an der unteren Platte 71 befestigt ist, und hat ein vorderes Ende, das eine eingreifende Sperrklinke 88a bildet, die in Kontakt mit der unteren Oberfläche der oberen Platte 73 in der Position steht, wo das Zahnrad 74 nicht mit dem Stirnzahnrad 97 kämmt. Eine Schraubentorsionsfeder 99 ist um den vertikalen Drehzapfen 98 herum angeordnet und ist mit einem ihrer Enden an der unteren Platte 71 befestigt und stützt sich mit dem anderen Ende an dem Stopper 88 ab. Die eingreifende Sperrklinke 88a wird mit der Kraft der Feder 99 gegen die Führungsstange 76 gepreßt. Wenn die hinteren Enden der Stopper 88 nach innen gedrückt werden, während die obere Platte 73 in ihrer oberen Position durch die Stopper 88 in Ruhe gehalten wird, werden die Sperrklinken 88a voneinander wegbewegt und erlauben der Druckfeder 87, die obere Platte 73 abwärts zu drücken, um das Zahnrad 74 in kämmenden Eingriff mit dem Stirnzahnrad 97 zu bringen, woraufhin die Sperrklinken 88a aufeinander zu bewegt werden, so daß sie mit der ursprünglichen Entfernung einen Zwischenraum bilden und in Kontakt mit der oberen Oberfläche der oberen Platte 73 kommen. Wenn die hinteren Enden der Stopper 88 in dieser Stellung nach innen gedrückt werden, erhöht sich die Entfernung zwischen den Sperrklinken 88a wieder. Die obere Platte 73 kann dann manuell entgegen der Kraft der Druckfeder 87 aufwärts bewegt werden.
• Das Stirnzahnrad 97, das mit dem Mutterdrehzahnrad 74 kämmt, ist an der vertikalen Welle 85 angebracht, die an der unte ren Platte 71 befestigt ist und durch den Gleichstromservomotor 89 über einen Getriebezug drehbar ist. Genauer gesagt hat der Servomotor 89 eine Antriebswelle 90, die, von hinten nach vorne betrachtet, im Uhrzeigersinn drehbar ist und ein Stirnzahnrad 91 trägt. Mit diesem Stirnzahnrad 91 kämmt ein weiteres Stirnzahnrad 92, das eine horizontale drehbare Welle parallel zur Welle 90 hat. Eine Schnecke 93, die auf die Welle des Stirnzahnrads 92 montiert ist, kämmt mit einem Schneckenrad 94, das eine horizontale drehbare Welle hat, die mit einer anderen Schnecke 95 versehen ist. Ein Schneckenrad 96, das mit der Schnecke 95 kämmt, ist an einer vertikalen drehbaren Welle 84 angebracht. Das Zahnrad 97 zur Übertragung kämmt mit dem Stirnzahnrad 100, das an der Welle 84 montiert ist. Entsprechend hat die untere Platte 71 eine verlängerte flache Unterseite.
• Bei der beschriebenen Vorrichtung wird die Drehzeit des Motors anstatt der Messung des Drehwinkels der Mutter verwendet, und der Stromwert des Motors 89 wird anstelle der Messung des Anzugsdrehmoments mit einem Dehnungsmeßstreifen verwendet. Die Entscheidung, ob ein geeignetes Anziehen erreicht wurde, wird mit der Überprüfung gefällt, ob der Stromwert des Motors 89 nach dem Ablauf einer festgelegten Zeitspanne sich innerhalb eines festgelegten Bereiches befindet. Dies basiert auf der Feststellung, daß die Drehmomentkurve und die Kurve des Stromwerts hinsichtlich der Zeitachse ähnlich verlaufen und somit die Notwendigkeit des Gebrauchs der drehbaren Platte 16, des Drehwinkelsensors 17, des Dehnungsmeßstreifens 18 und des Anzugsdrehmomentsensors 28, die in der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, beseitigt wird. Somit ist die Gestaltung der vorliegende Vorrichtung einfach.
• Nachdem die Mutter manuell auf dem mit einem Außengewinde versehenen Element 35 aufgeschraubt wurde, wird die Vorrich tung nun auf die folgende Weise verwendet, um die Mutter 36 anzuziehen.
• Zuerst wird die obere Platte 73 in ihre obere Position gebracht, in der das Zahnrad 74 nicht mit dem Stirnzahnrad 97 kämmt (siehe Fig. 20, (b)). Genauer gesagt werden die hinteren Enden der Stopper 88 nach innen gedrückt, wobei eine Hand den Körper 30 hält, um die angreifenden Sperrklinken 88a der Stopper 88 voneinander weg zu bewegen, und die obere Platte 73 wird mit der anderen Hand nach oben gezogen. Wenn die Stopper 88 von der Hand losgelassen werden, werden sie durch die Kraft der Federn 99 geschlossen, und die obere Platte 73 wird durch die Stopper 88 in der oberen Position gehalten. Dann wird der Flanscheinsetzbereich 72 der unteren Platte 71 mit dem Flansch 35a des Gewindeelements 35 in Eingriff gebracht. In den Muttereinsetzbereich 75 wird danach die Mutter 36 eingesetzt, während das Zahnrad 74 manuell gedreht wird, und die Stopper 88 werden mit den Fingern geöffnet, woraufhin die obere Platte 73 durch die Kraft der Druckfedern 87 nach unten bewegt wird und somit das Zahnrad 74 in kämmenden Eingriff mit dem Antriebsstirnrad 97 gebracht wird, wobei der nach oben gerichtete Vorsprung 82a der Zahnradhalteplatte 82 in die Aussparung 83 an der unteren Oberfläche des Zahnrads 74 eingebracht wird (siehe Fig. 20, (b)). Nun wird der Startknopf gedrückt. Die Mutter 36 wird dann automatisch angezogen, und es wird entschieden, ob die Mutter normal angezogen wurde, um den Anzugsvorgang zu beenden.

Claims (11)

1. Eine Vorrichtung zum Festziehen einer Mutter (36), die auf ein mit einem Außengewinde versehenes Element (35) mit einem Flansch (35a) aufgeschraubt ist, wobei die Vorrichtung einen Körper (30; 70), ein Element (1; 71) zur Verhinderung einer Drehung des mit einem Außengewinde versehenen Elements (35), wobei das Verhinderungselement (1; 71) von einem vorderen Ende des Körpers (30; 70) nach vorne vorsteht und einen in einer vorbestimmten Richtung offenen Flanscheinsetzbereich (2; 72) hat, ein Zahnradhalteelement (3; 73), das an dem Verhinderungselement (1; 71) befestigt ist und einen Zahnradhaltebereich (3; 73) koaxial zu dem Flanscheinsetzbereich (2; 72) aufweist, ein Mutterdrehzahnrad (4; 74) mit einem Muttereinsetzbereich (5; 75), der koaxial zu dem Flanscheinsetzbereich (2; 72) liegt und im wesentlichen in derselben Richtung offen wie dieser ist, wobei das Zahnrad (4; 74) durch das Zahnradhalteelement (3; 73) so gehalten wird, daß es um eine Achse des Muttereinsetzbereiches (5; 75) drehbar ist, ein Übertragungszahnrad (27; 97), das an dem Verhinderungselement (1; 71) befestigt und mit dem Mutterdrehzahnrad (4; 74) in Eingriff bringbar ist, um das Zahnrad (4; 74) zu drehen, und ein Mittel zum Antreiben des Übertragungszahnrades aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradhalteelement (3; 73) zwischen einer Position, in der das Mutterdrehzahnrad (4; 74) mit dem Übertragungszahnrad (27; 97) kämmt und einer Position, in der die Zahnräder (4, 27; 74, 97) außer Eingriff voneinander stehen, bewegbar ist.

2. Eine Vorrichtung wie in Anspruch 1 definiert, worin in jeder der gegenüberliegenden Seitenflächen des Mutterdrehzahnrades (4, 74) eine kreisbogenförmige Nut (13; 83) ausgebildet ist, welche um die Achse des Muttereinsetzbereiches (5; 75) zentriert ist, und das Zahnradhalteelement (3; 73) und das Verhinderungselement (1; 71) jeweils mit einem kreisbogenförmigen Vorsprung (12, 11; 82a, 81) versehen sind, der in die Nut (13; 83) zur Führung des sich drehenden Zahnrades (4; 74) einsetzbar ist.

3. Eine Vorrichtung wie in Anspruch 1 oder 2 definiert, worin sich ein Paar von Führungsstangen (6) verschiebbar durch das Verhinderungselement (1) erstreckt und das Zahnradhalteelement (3) an einem Ende von jeder der Führungsstangen (6) befestigt ist, wobei eine exzentrische Rolle (9) zwischen den anderen Enden der Führungsstangen (6) vorgesehen und an diesen befestigt ist, wobei das Zahnradhalteelement (3) durch Drehung der exzentrischen Rolle (9) bewegbar ist.

4. Eine Vorrichtung wie in Anspruch 1 oder 2 definiert, worin ein Anhebehebel an dem Verhinderungselement (71) angelenkt ist und ein Ende hat, das an dem Zahnradhalteelement (73) befestigt ist, wobei das Zahnradhalteelement (73) bewegbar ist, indem der Anhebehebel schwenkend bewegt wird.

5. Eine Vorrichtung wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch definiert, worin an dem Verhinderungselement (71) ein Ende von jeder von einem Paar von Führungsstangen (76) befestigt ist und ein Zahnradhalteelement (73) verschiebbar an den Führungsstangen (76) befestigt ist, wobei eine Schraubenfeder (87) um das andere Ende von jeder Führungsstange (76) herum angeordnet ist, um das Zahnradhalteelement (73) in Richtung des Verhinderungselements (71) zu beaufschlagen.

6. Eine Vorrichtung wie in Anspruch 5 definiert, worin das Verhinderungselement (71) mit Anschlägen (88) versehen ist, um das Zahnradhalteelement (73) an der Position anzuhalten, wo die Zahnräder (74; 97) außer kämmendem Eingriff voneinander stehen.

7. Eine Vorrichtung wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch definiert, worin der Flanscheinsetzbereich (72) mit einem Abschnitt (77) versehen ist, um zu verhindern, daß sich das mit einem Gewinde versehene Element (35) axial bewegt, wobei der Muttereinsetzbereich (75) mit einem Abschnitt (79) versehen ist, um zu verhindern, daß sich die Mutter (36) axial bewegt, wobei das mit einem Gewinde versehene Element (35) und die Mutter (36) an ihren axial gegenüberliegenden Seiten durch die beiden Halteabschnitte (77, 79) gehalten werden können, wenn das Mutterdrehzahnrad (74) mit dem Übertragungszahnrad (97) kämmt.

8. Eine Vorrichtung wie in einem vorhergehenden Anspruch definiert, worin das Antriebsmittel einen Motor (19; 89), der in dem Körper (30; 70) untergebracht ist; und eine Reihe von Zahnrädern (21 bis 26; 91 bis 96) zur Übertragung einer Drehung von der Antriebswelle (20; 90) des Motors (19; 79) auf das Übertragungszahnrad (27; 97) aufweist.

9. Eine Vorrichtung wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch definiert, die weiterhin ein Mittel (17) zur Erfassung des Anzugsmaßes der Mutter (36) aufweist.

10. Eine Vorrichtung wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch definiert, die weiterhin ein Mittel (28) zur Erfassung des Anzugsdrehmoments aufweist.

11. Eine Vorrichtung wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 definiert, die weiterhin ein Mittel (17) zur Erfassung des Anzugsmaßes der Mutter, ein Mittel (28) zur Erfassung des Anzugsdrehmoments und ein Mittel (29), um aus dem erfaßten Befestigungsmaß und dem erfaßten Anzugsdrehmoment zu entscheiden, ob die Mutter normal festgezogen wird.