JP2023014000A - スクリュー駆動工具のねじ継手シミュレーションのためのシミュレーションデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】スクリュー駆動工具のねじ継手シミュレーションに関して費用効果の高いシミュレーションデバイスを提供する。【解決手段】テスト接続ユニット１１に結合されたスクリュー駆動工具２がテスト接続ユニット１１に及ぼすトルクＭを測定するため、及び始動されたスクリュー駆動工具２に結合されたテスト接続ユニット１１が回転軸Ｚの周りで回転する回転の角度を測定するための測定ユニット１３を備え、シミュレーションデバイス１は、コンバータユニット１４を備え、コンバータユニット１４はテスト接続ユニット１１に機械的接続され、テスト接続ユニット１１に結合されたスクリュー駆動工具２がテスト接続ユニット１１に及ぼすトルクＭを捕らえ、前記トルクをブレーキ力Ｆに変換し、ブレーキ力Ｆをブレーキユニット１２に加える。【選択図】図１

Description

本発明は、独立請求項のプリアンブルによるスクリュー駆動工具のねじ継手シミュレーションのためのシミュレーションデバイスに関する。本発明はまた、独立請求項のプリアンブルによるシミュレーションデバイスを使用するスクリュー駆動工具のねじ継手シミュレーションを実施するための方法にも関する。

２０１３年２月のガイドラインＶＤＩ／ＶＤＥ２６４７によれば、スクリュー駆動工具は、モータ駆動式スクリュー駆動工具と、手動操作式トルクレンチの両方である。スクリュー駆動工具は始動させることができ、始動されたスクリュー駆動工具は、回転軸の周りで回転し、これにより接続要素にトルクを及ぼす。

接続要素は、ねじ山を備え、ボルト、ナットなどである。接続要素は、構成要素を接続するのに使用される。接続は、構成要素間の圧締め力によって行われる。圧締め力は、構成要素を最大の作動力の下で使用することができることを保証する。

よって、始動されたスクリュー駆動工具によって及ぼされるトルクは、圧締め力を生成するように機能する。この目的のために、スクリュー駆動工具は、及ぼされるトルクを経時的に増加する、及び／又は回転の角度を介して、及ぼされるトルクを増加する。及ぼされるトルクの増加は、圧締め力に特有の公称トルクまで、及び／又は圧締め力に特有の回転の公称角度まで行われる。公称トルク及び／又は回転の公称角度は事前定義され、スクリュー駆動工具に対して設定することができる。以下では、公称トルク及び／又は回転の公称角度は、公称値と称される。

スクリュー駆動工具には、インジケータシステムが備わっている。公称値に達するとすぐに、スクリュー駆動工具によるトルクの印加は停止される。インジケータシステムは、種々の機能原理に従って作動してよい。例えば、クリックタイプのトルクレンチは、公称値にひとたび到達すると、自動的にトルクの印加を中断する。音響トルクレンチは、公称値に達すると、音響信号又は光信号を自動的にトリガする。スクリュー駆動工具の指示は、現在及ぼされているトルク及び／又は現在の回転の公称角度を、目盛り又は電子スクリーン上に表示する。

上記で言及したタイプのスクリュー駆動工具は、多くの工業製造プロセスで使用される。スクリュー駆動工具が設定された公称値に実際に達することを確実にするために、スクリュー駆動工具の性能は間隔をおいてテストされる。

この目的のために、２０１３年２月のガイドラインＶＤＩ／ＶＤＥ２６４７は、何をどのようにテストすべきかを指定している。スクリュー駆動工具の性能テストは、ねじ継手シミュレーションと呼ばれる。ねじ継手シミュレーションは、テスト接続要素と、ブレーキユニットと、測定ユニットとを備えるシミュレーションデバイスを使用して実施される。スクリュー駆動工具は、テスト接続要素を介してシミュレーションデバイスに結合される。テスト接続要素は、回転軸の周りで回転することが可能である。ブレーキユニット及びテスト接続要素は、互いに機械的に接続される。測定ユニットは、テスト接続要素とブレーキユニットとの間に配置される。測定ユニットは、トルクトランスデューサ及び回転角度トランスデューサを備える。

シミュレーションデバイスに結合されたスクリュー駆動工具が始動され、テスト接続要素にトルクを及ぼす。加えられたトルクにより、テスト接続要素が回転軸の周りで回転を始める。ブレーキユニットが始動され、テスト接続要素にブレーキをかける。トルクトランスデューサは、トルクを測定し、回転角度トランスデューサは、テスト接続要素が回転軸の周りを回転する回転角度を測定する。

そのようなシミュレーションデバイスは、国際公開第２０１６／１０３１５０Ａ１号より知られている。ブレーキユニットは、ブレーキディスクと、ブレーキパッドとを備える。ブレーキディスクは、テスト接続要素に機械的に接続されるのに対して、ブレーキパッドは、静止するように配置される。ブレーキユニットは、油圧式に作動し、油圧ポンプと、ブレーキピストンとを備える。油圧ポンプは、ブレーキ液を汲み上げて、ブレーキピストンに対して作用し、ブレーキピストンは、ブレーキディスクに対して摩擦係合で作用し、テスト接続要素にブレーキをかける。

上記で言及したタイプの油圧式ブレーキユニットの調達及びメンテナンスは、費用がかかるため、シミュレーションデバイスもまた費用がかかる。

国際公開第２０１６／１０３１５０Ａ１号

本発明の目的は、スクリュー駆動工具のねじ継手シミュレーションに関して費用効果の高いシミュレーションデバイスを提供することである。

この目的は独立請求項の特徴を成す機構によって達成されている。

本発明は、スクリュー駆動工具をシミュレーションデバイスに結合することができるテスト接続ユニットを備えるスクリュー駆動工具のねじ継手シミュレーションのためのシミュレーションデバイスに関し、スクリュー駆動工具は始動させることができ、始動された状態でテスト接続ユニットに結合され、テスト接続ユニットを回転軸の周りで回転させ、テスト接続要素にトルクを及ぼし、始動された状態にあり、テスト接続ユニットに結合されたスクリュー駆動工具が、テスト接続ユニットに及ぼすトルクを測定するため、及び始動されたスクリュー駆動工具に結合されたとき、テスト接続ユニットが回転軸の周りを回転する回転の角度を測定するための測定ユニットを備え、始動された状態にあり、テスト接続ユニットに結合されたスクリュー駆動工具がテスト接続ユニットに及ぼすトルクを減速するためのブレーキユニットを備え、シミュレーションデバイスは、コンバータユニットを備え、コンバータユニットは、テスト接続ユニットに機械的に接続され、コンバータユニットは、始動された状態にあり、テスト接続ユニットに結合されたスクリュー駆動工具がテスト接続ユニットに及ぼすトルクを捕らえ、前記トルクをブレーキ力に変換し、ブレーキ力をブレーキユニットに加える。

本発明はまた、独立請求項によるシミュレーションデバイスを使用するスクリュー駆動工具のねじ継手シミュレーションを実施するための方法にも関し、方法は、以下のステップを含み、第１のステップにおいて、公称値がスクリュー駆動工具で設定され、スクリュー駆動工具は、テスト接続ユニットを介してシミュレーションデバイスに結合され、第３のステップにおいて、スクリュー駆動工具が始動され、始動されたスクリュー駆動工具は、テスト接続ユニットを回転軸の周りで回転させ、テスト接続ユニットにトルクを及ぼし、第３のステップにおいて、スクリュー駆動工具によって及ぼされるトルクは、コンバータユニットによって捕らえられ、ブレーキ力に変換され、第３のステップにおいて、ブレーキ力は、コンバータユニットによって前記ブレーキユニットに加えられる。

こうして、国際公開第２０１６／１０３１５０Ａ１号に記載されるような従来技術とは対照的に、本発明によるシミュレーションデバイスはもはや油圧式ブレーキユニットを必要とせず、デバイスを費用効果の高いものにする。代わりに、スクリュー駆動工具によって及ぼされるトルクは、コンバータユニットによって受け取られ、ブレーキ力に変換される。このブレーキ力はブレーキユニットに加えられる。

本発明の主題のさらなる実施例は、従属請求項において請求される。

以下では、本発明が、図面を参照して一例としてより詳細に説明される。

スクリュー駆動工具２が結合されているシミュレーションデバイス１の長手方向断面図である。 スクリュー駆動工具２及び保持ユニット１５が始動されている、図１による長手方向断面図である。 図１、図５及び図６による非始動状態の保持ユニット１５の拡大断面図である。 図２～図４による始動された保持ユニット１５の拡大断面図である。 コンバータユニット１４がブレーキユニット１２に機械的に接触している、図２による長手方向断面図である。 ブレーキユニット１２に機械的に接触していない、図１、図２及び図６によるコンバータユニット１４の長手方向断面図である。 ブレーキユニット１２に機械的に接触している、図３から図５によるコンバータユニット１４の拡大断面図である ブレーキユニット１２のブレーキばね要素１２．３がコンバータユニット１４によって圧縮されている、図３による長手方向断面図である。 図１から図３及び図６による、ブレーキユニット１２の非圧縮状態のブレーキばね要素１２．３の拡大断面図である。 図４及び図５による、ブレーキユニット１２の圧縮状態のブレーキばね要素１２．３の拡大断面図である。 スクリュー駆動工具２が結合されていない、図４による長手方向断面図である。 停止された保持ユニット１５を備える、図５による長手方向断面図である。

図面を通して、同一の参照番号は、同一の対象物を指す。

図１～図６は、スクリュー駆動工具２のねじ継手シミュレーションのためのシミュレーションデバイス１の好ましい一実施例を介した長手方向断面図を示す。長手方向断面図は、回転軸Ｚに沿って作成されている。図２ａ、図２ｂ、図３ａ、図３ｂ、図４ａ及び図４ｄは、図１～図６の拡大断面図を示す。

２０１３年２月のガイドラインＶＤＩ／ＶＤＥ２６４７によれば、スクリュー駆動工具２は、モータ駆動式スクリュー駆動工具又は手動操作式トルクレンチである。スクリュー駆動工具２は始動させることができ、ねじ継手に応じて、始動されたスクリュー駆動工具２は、回転軸Ｚの周りを連続して、及び／又は非連続で回転し、トルクＭを及ぼす。

ねじ継手シミュレーションの過程で、スクリュー駆動工具２は、及ぼされるトルクＭを経時的に増加する、及び／又は及ぼされるトルクＭを回転の角度を介して増加する。及ぼされるトルクＭの増加は、公称トルクまで、及び／又は回転の公称角度まで行われる。公称トルク及び／又は回転の公称角度は事前定義され、スクリュー駆動工具２に対して設定することができる。以下では、公称トルク及び／又は回転の公称角度は、公称値Ｓとも称される。

スクリュー駆動工具２にはインジケータシステムが備わっている。ねじ継手シミュレーション中、公称値Ｓに達するとすぐに、スクリュー駆動工具２はトルクの印加を停止する。インジケータシステムは、異なる機能原理に従って作動してよい。スクリュー駆動工具２は、公称値に達したとき、それ自体で自動的に解放するクリックタイプのトルクレンチであってよい。スクリュー駆動工具２は、公称値に達したとき、音響信号又は光信号を自動的にトリガする音響トルクレンチであってもよい。スクリュー駆動工具２は、指示スクリュー駆動工具であってもよく、前記指示スクリュー駆動工具は、加えられたトルクＭを目盛り又は電子スクリーン上に表示する。

シミュレーションデバイス１の基本的な構成要素は、テスト接続ユニット１１、ブレーキユニット１２、測定ユニット１３、コンバータユニット１４及び保持ユニット１５である。

シミュレーションデバイス１は、ハウジング１０を備える。前記ハウジング１０は、複数の部品から成り、上部ハウジング部分１０．１と、ハウジング底部１０．２とを備える。スクリュー駆動工具に近いハウジング端部は、上部ハウジング部分１０．１に配置され、スクリュー駆動工具から離れたハウジング端部は、ハウジング底部１０．２に配置される。ハウジング１０は、中空の円筒形形状であり、回転軸Ｚに沿って延在する。ハウジング１０は、空洞を有する。前記空洞は、上部ハウジング部分１０．１からハウジング底部１０．２まで延在する。ハウジング１０は、複数の機能を果たし、例えば、それはシミュレーションデバイス１の基本的構成要素を機械的破損から保護する、さらに、ねじ継手シミュレーション中の回転軸Ｚに沿った偏向及び回転軸Ｚの周りでのねじれに対してシミュレーションデバイス１に機械的安定性を与える。

テスト接続ユニット１１は、ねじ継手シミュレーションを実行するためのスクリュー駆動工具２のシミュレーションデバイス１への結合を可能にするように設計されている。テスト接続ユニット１１は、円筒形形状であり、回転軸Ｚに沿って延在する。テスト接続ユニット１１は、テスト接続要素１１．１と、回転体１１．２とを備える。好ましくはテスト接続要素１１．１及び回転体１１．２は、一体式に製造される。テスト接続要素１１．１は、スクリュー駆動工具に近い上部ハウジング部分１０．１のハウジング端部に配置される。テスト接続要素１１．１は、上部ハウジング部分１０．１にある開口を通して外側からアクセス可能である。テスト接続要素１１．１は、標準的な仕様に従って形成され、例えば正方形形状である。スクリュー駆動工具２は、テスト接続要素１１．１を介してシミュレーションデバイス１に結合される。結合は解放可能である。回転体１１．２は、上部ハウジング部分１０．１の空洞内に回転可能に設置される。

ブレーキユニット１２が、上部ハウジング部分１０．１の空洞内に配置される。ブレーキユニット１２は、複数のブレーキ板要素１２．１と、ブレーキピストン１２．２と、複数のブレーキばね要素１２．３とを備える。前記ブレーキユニット１２は、ねじ継手シミュレーション中にスクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭを減速する機能を有する。

ブレーキ板要素１２．１は、スクリュー駆動工具２に近づけて配置され、ブレーキピストン１２．２は、回転軸Ｚに沿って見られるように、スクリュー駆動工具２からさらに離れて配置される。好ましくは、前記ブレーキ板要素１２．１は、上部ハウジング部分１０．１に装着された複数の第１のブレーキ板要素と、回転体１１．２に装着された複数の第２のブレーキ板要素とを備える。ブレーキ板要素１２．１は、環状形状である。それらは、回転軸Ｚに沿って互いに交互に配置される。ブレーキピストン１２．２は、上部ハウジング部分１０．１に配置される。ブレーキピストン１２．２は、スクリュー駆動工具から離れた端部と、スクリュー駆動工具に近い端部とを備える。スクリュー駆動工具に近い端部で、ブレーキピストン１２．２は、ブレーキ板要素１２．１と直接機械的に接触する。スクリュー駆動工具から離れた端部を介してブレーキピストン１２．２にブレーキ力Ｆを加えることができる（図３及び図４を参照）。ブレーキ力Ｆが加えられるブレーキピストン１２．２は、スクリュー駆動工具２に向かう方向に回転軸Ｚに沿って可動である。ブレーキ力Ｆが加えられる前記ブレーキピストン１２．２は、ブレーキ板要素１２．１同士の摩擦係合をもたらす。摩擦式に係合したブレーキ板要素１２．１は、スクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭを低下させる。

ブレーキばね要素１２．３は、ハウジングポット１０．２の空洞内でスクリュー駆動工具から離れたハウジング端部に配置される。ブレーキばね要素１２．３は、ハウジングポット１２．２内に固定される。好ましくは、ブレーキばね要素１２．３は、ディスクばねである。ブレーキばね要素１２．３は、回転軸Ｚに沿って圧縮可能である。ハウジングポット１０．２内のブレーキばね要素１２．３の数及び／又はブレーキばね要素１２．３の硬さは、公称値Ｓ（公称トルク及び／又は回転の公称角度）に応じて変動する。ハウジングポット１０．２は、ブレーキばね要素１２．３の迅速で容易な交換を可能にするために、差し込みロックなどの急速解放締め具を備える。

測定ユニット１３が上部ハウジング部分１０．１の空洞内に配置される。前記測定ユニット１３は、トルクトランスデューサと、回転角度トランスデューサとを備える。トルクトランスデューサは、ねじ継手シミュレーション中にスクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭを測定するように設計される。トルクトランスデューサは、は、回転体１１．２に装着される。好ましくはトルクトランスデューサは、ひずみ計である。ひずみ計は、トルクＭによって生じた回転体１１．２の伸張又は圧縮を検知する。回転角度トランスデューサは、テスト接続ユニット１１が、ねじ継手シミュレーション中に回転軸Ｚの周りで回転する回転の角度を測定するように設計される。回転角度トランスデューサは、センサ要素と、測定ディスクとを備える。センサ要素は、上部ハウジング部分１０．１に装着され、測定ディスクは、回転体１１．２に装着される。好ましくは測定ディスクは、角度マークを備え、センサ要素は、ねじ継手シミュレーション中に回転軸Ｚの周りで回転する角度マークを検知する。

コンバータユニット１４の主要な部分は、上部ハウジング部分１０．１の空洞内に配置され、より小さい部分は、ハウジングポット１０．２の空洞内に配置される。コンバータユニット１４は、スピンドル１４．１と、ナット１４．２と、ブッシュ１４．３と、戻りばね要素１４．４とを備える。コンバータユニット１４は、テスト接続ユニット１１に装着される。コンバータユニット１４の機能は、ねじ継手シミュレーション中にスクリュー駆動工具２によって及ぼすトルクＭを捕らえ、それをブレーキ力Ｆに変換し、ブレーキ力Ｆをブレーキユニット１２に加えることである。

スピンドル１４．１は円筒形形状であり、回転軸Ｚに沿って延在する。ナット１４．２は、中空の円筒形形状であり、スピンドル１４．１の円周上に配置される。回転軸Ｚに垂直な面内で、ナット１４．１は、スピンドル１４．１の円周を完全に取り囲む。スピンドル１４．１及びナット１４．２は、形状フィットによって互いに接続される。形状フィットは、回転軸Ｚの周りのスピンドル１４．１の回転運動を回転軸Ｚに沿ったナット１４．２の長手方向の移動に変換する。好ましくは、スピンドル１４．１及びナット１４．２は、ボールねじ駆動装置、ローラギアなどを形成する。このような場合、スピンドル１４．１は、ねじ込みスピンドルであり、ナット１４．２は、ねじ込みナットである。ボール又はローラなどの回転要素１４．５が、ねじ込みスピンドルとねじ込みナットとの間に形状フィットを生成する。図１から図６では、回転要素１４．５は、破線の円として概略的に示される。ねじ込みスピンドルは、その円周上に軌道を備える。ねじ込みナットは、戻り道を備える。回転要素１４．５は、ねじ込みスピンドルの軌道内及びねじ込みナットの戻り道の中を移動する。回転要素１４．５は、回転軸Ｚの周りのねじ込みスピンドルの回転運動を回転軸Ｚに沿ったねじ込みナットの移動に変換する。回転要素１４．５の回転摩擦は極めて低いため、ボールねじ駆動装置又はローラギア駆動装置は、自動ロック式ではない。

ブッシュ１４．３が、機械的接続部１４．３１によって回転体１１．２に接続される。機械的接続部１４．３１は、スクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭを回転体１１．２からブッシュ１４．３に伝達する。好ましくは、機械的接続部１４．３１は、ブッシュ１４．３及び回転体１１．２が、互いに係合して歯付きシステムを形成する歯を備える歯付きシステムである。

スピンドル１４．１は、回転軸Ｚに沿ってスクリュー駆動工具の近くに位置決めされる端部を有する。スクリュー駆動工具に近い端部では、スピンドル１４．１は、別の機械的接続部１４．１１を介してブッシュ１４．３に装着される。別の機械的接続部１４．１１は、スクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭをブッシュ１４．３からスピンドル１４．１に伝達する。好ましくは、別の機械的接続部１４．１１は、フェザーキーねじ接続によって達成される。このような場合、ねじがスピンドル１４．１とブッシュ１４．３を互いに接続し、フェザーキーがこの接続を固定する。ねじは、ねじ山ピッチを有するねじ山を備える。スクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭの作用の下、及びねじ山ピッチに応じて、ねじは、回転軸Ｚに沿って可動であり、１０ｍｍ未満／１０ｍｍに等しい、スクリュー駆動工具２から離れる方向のブッシュ１４．３の長手方向の移動につながる。

戻りばね要素１４．４は上部ハウジング部分１０．１に配置される。好ましくは、スクリュー駆動工具に近い前記戻りばね要素１４．４の端部は、上部ハウジング部分１０．１に機械的に接触しているのに対して、スクリュー駆動工具から離れた戻りばね要素１４．４の端部は、ナット１４．２に機械的に接触している。

回転軸Ｚに沿って見ると、ナット１４．２は、戻りばね要素１４．４及びブレーキピストン１２．２よりもスクリュー駆動工具２からさらに離れて配置される。ナット１４．２は、スクリュー駆動工具に近いその端部にベアリング及び圧力スリーブ１４．２１を備える。ベアリングは、ナット１４．１が、回転要素１４．５が介在する回転軸Ｚに沿った移動中にジャミングするのを阻止するように機能する。ナット１４．２は、圧力スリーブ１４．２１によって戻りばね要素１４．４及びブレーキピストン１２．２に機械的に接触している。この目的のために、圧力スリーブ１４．２１は、回転軸Ｚに垂直な面内に延在する接触面を備える。機械的接触は、戻りばね要素１４．４及びブレーキピストン１２．２の両方に対して行われる。

保持ユニット１５がハウジング１０に配置される。保持ユニット１５は、駆動装置１５．１と、保持要素１５．２とを備える。保持ユニット１５は、回転軸Ｚに沿った、スクリュー駆動工具２に向かう方向の回転軸Ｚに沿った方向性の移動のために、ナット１４．２を保持するように設計される。

駆動装置１５．１は、上部ハウジング部分１０．１の外側に装着される。好ましくは、駆動装置１５．１は、ソレノイドである。駆動装置１５．１及び保持要素１５．２は、互いに機械的に接続される。駆動装置１５．１及び保持要素１５．２は、半径方向軸Ｘに沿って延在する。半径方向軸Ｘは、回転軸Ｚに垂直である。保持要素１５．２は、ハウジング１０の外側開口を通ってハウジング１０の空洞へと突出する。保持要素１５．２は好ましくは、フェザーキーを備える。

保持ユニット１５は始動及び停止させることができる。保持ユニット１５が始動されるとき、駆動装置１５．１は、静止位置１５．２＊と保持位置１５．２＋との間で保持要素１５．２を移動させる。図２ａは、静止位置１５．２＊にある保持要素１５．２を示す。図２ｂは、駆動装置１５．１が、進行距離Δｘだけ半径方向軸Ｘに沿ってナット１４．２に向かって移動されている保持要素１５．２を示す。このとき、保持要素１５．２は、保持位置１５．２＋にある。保持位置１５．２＋では、保持要素１５．２は、前記ナット１４．２と直接機械的に接触している。好ましくは、半径方向軸Ｘに沿った進行距離Δｘは、１０ｍｍ未満／１０ｍｍと等しい。保持位置１５．２＋においてナット１４．２と機械的に接触している保持要素１５．２は、形状フィットを利用してナット１４．２を保持する（図２から図４を参照）。

回転軸Ｚの周りのスピンドル１４．１の回転運動中、形状フィットによって達成されるこの保持Ｈは、ナット１４．２が、スクリュー駆動工具２から離れる方向に回転軸Ｚに沿って移動するのを阻止する。しかしながら、形状フィットによるこの保持Ｈは、スクリュー駆動工具２に向かう方向の回転軸Ｚに沿ったナット１４．２の移動は可能にする。図３ａは、ナット開始位置１４．２＊にあるナット１４．２を示す。ナット開始位置１４．２＊から、ナット１４．２は、スクリュー駆動工具２に向かう方向で好ましくは２５ｍｍ未満／２５ｍｍに等しい回転軸Ｚに沿ったナットストロークΔｚ１だけ進むことができる。しかしながら、スクリュー駆動工具２に向かう方向の回転軸Ｚに沿ったナット１４．２の移動は、ブレーキピストン１２．２によって制限される。ナット１４．２は、回転軸Ｚに沿って前記ナットストロークΔｚ１だけ進み、その後、戻りばね要素１４．４に対して、及びブレーキピストン１２．２に対してナット終了位置１４．２＋に位置決めされる。圧力スリーブ１４．２１は、戻りばね要素１４．４を圧縮し、ブレーキピストン１２．２にブレーキ力Ｆを加える。

スピンドル１４．１は、回転軸Ｚに沿ってスクリュー駆動工具から離れた端部を有する。スクリュー駆動工具から離れた端部に、スピンドル１４．１は、スピンドル接触面１４．１２を備える。スピンドル接触面１４．１２を介して、スピンドル１４．１は、ハウジングポット１０．２内でブレーキばね要素１２．３に直接機械的に接触している。スピンドル接触面１４．１２は、回転軸Ｚに垂直な面内に延在する。

したがって、ナット１４．２がナット終了位置１４．２＋にあり、スクリュー駆動工具２が回転軸Ｚの周りを回転するようにスピンドル１４．１を駆動し続けるとき、前記ナット１４．２及びスピンドル１４．１は、互いに対して機械的に荷重される。図４ａ及び図４ｂに示されるように、ブッシュ１４．３は、スクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭの作用の下、スクリュー駆動工具２から離れる方向に回転軸Ｚに沿って移動する。結果として、前記ブッシュ１４．３に機械的に接続されるスピンドル１４．１もまた、スクリュー駆動工具２から離れる方向に回転軸Ｚに沿って移動する。スピンドル接触面１４．１２は、スピンドル開始位置１４．１＊を離れ、回転軸Ｚに沿ってスピンドル終了位置１４．１＋に移動し、結果としてブレーキばね要素１２．３を圧縮することになる。

ナット１４．２は、スクリュー駆動工具２がもはやねじ継手シミュレーションの終わりにトルクＭを及ぼしていない場合でも（図５を参照）、ブレーキピストン１２．２にブレーキ力Ｆを加え続ける。これは、ナット１４．２は依然として保持ユニット１５によって形状フィットによって保持Ｈされているという事実によるものである。

ねじ継手シミュレーションの終わりには、スクリュー駆動工具２によってそれ以上トルクＭが及ぼされることはない。しかしながら保持ユニット１５の停止後にのみ、保持要素１５．２が駆動装置１５．１によって保持位置１５．２＋から静止位置１５．２＊に戻るように移動される場合、ナット１４．２はもはや形状フィットによって保持Ｈされない。この場合、ブレーキばね要素１２．３は減圧し、ばね力Ｒを生じることになる。前記ばね力Ｒは、スピンドル接触面１４．１２を介してスピンドル１４．１に作用する。ブッシュ１４．３及びスピンドル１４．１は、スクリュー駆動工具２に向かう方向で回転軸Ｚに沿って移動する。スピンドル接触面１４．１２は、スピンドル終了位置１４．１＋を離れ、スピンドル開始位置１４．１＋へと回転軸Ｚに沿って自動的に移動する（図５及び図６を参照）。シミュレーションデバイス１をリセットするためのさらなる時間のかかる措置はもはや必要なく、処置を費用効果の高いものにする。

それが形状フィットによってもはや保持Ｈされないとき、戻りばね要素１４．４は減圧し、この減圧から生じる戻りばね力ＲＲにより、ナット１４．２をナット終了位置１４．２＋を離れさせ、ナット開始位置１４．２＋に自動的に戻す（図５及び図６を参照）。有利には、この戻りばね力ＲＲの大きさは、ナット１４．２が、戻りばね力ＲＲの作用の下、極めて迅速にナット開始位置１４．２＋を占めるようにするように選択され、処置の時間を節約し、経済的にする。

形状フィットによる保持Ｈがないと、ブレーキ板要素１２．１の摩擦接触は解放され、ブレーキピストン１２．２を、ブレーキ板要素１２．１から離れて、回転軸Ｚに沿って移動させる。

よって、シミュレーションデバイス１を使用してスクリュー駆動工具２のねじ継手シミュレーションを実施するための方法は、以下のステップを含む。

図１に描かれる第１のステップにおいて、公称値Ｓが、スクリュー駆動工具２に対して設定され、スクリュー駆動工具２は、テスト接続ユニット１１を介してシミュレーションデバイス１に結合される。スクリュー駆動工具２は、まだ始動されず、回転軸Ｚの周りをまだ回転せず、まだトルクＭも全く及ぼしていない。保持要素１５．２は、静止位置１５．２＊にある（図２ａを参照）。ナット１４．２は、ナット開始位置１４．２＊にある（図３ａを参照）。スピンドル１４．１は、スピンドル開始位置１４．１＊にある（図４ａを参照）。

図２に描かれる第２のステップにおいて、スクリュー駆動工具２は始動される。スクリュー駆動工具２の始動のすぐ後（２秒以内）に、保持ユニット１５が始動され、保持要素１５．２が、駆動装置１５．１によって保持位置１５．２＋に移動され、ナット１４．２は、形状フィットを利用してナット開始位置１４．２＊に保持Ｈされる（図２ｂ及び図３ａも参照）。スピンドル１４．１は依然としてスピンドル開始位置１４．１＊にある（図４ａを参照）。

図３に描かれる第３のステップにおいて、始動されたスクリュー駆動工具２は、回転軸Ｚの周りを回転し、トルクＭを及ぼす。スクリュー駆動工具２に結合されたテスト接続要素１１．１は、回転軸Ｚの周りの回転運動を回転体１１．２を介して前記ブッシュ１４．３に伝達する。トルクＭは、機械的接続部１４．３１を介してコンバータユニット１４によって受け取られる。回転軸Ｚの周りの回転運動は、ブッシュ１４．３からスピンドル１４．１に伝達される。スピンドル１４．１の回転軸Ｚの周りの回転運動は、回転軸Ｚに沿ったナット１４．２の移動となる。コンバータユニット１４は、及ぼされるトルクＭを変換する。スクリュー駆動工具２から離れる方向の回転軸Ｚに沿ったナット１４．２の移動は、形状フィットを利用してナット１４．２を保持するＨことによって阻止される。よって、ナット１４．２は、スクリュー駆動工具２に向かう方向の回転軸Ｚに沿った移動を実行する。ナット１４．２は、ナット開始位置１４．１＊を離れ、ナット終了位置１４．２＋に回転軸Ｚに沿って移動する（図３ａ及び図３ｂを参照）。ナット終了位置１４．２＋に移動したナット１４．２は、及ぼされたトルクＭをブレーキ力Ｆに変換する。よって、及ぼされたトルクＭは、このようにしてコンバータユニット１４によってブレーキ力Ｆに変換される。ナット終了位置１４．２＋にあるナット１４．２は、戻りばね要素１４．４を圧縮する。ナット終了位置１４．２＋にあるナット１４．２は、ブレーキピストン１２．２にブレーキ力Ｆを加える。このようにして、コンバータユニット１４は、ブレーキユニット１２にブレーキ力Ｆを加える。ブレーキ力Ｆが加えられる前記ブレーキピストン１２．２は、回転軸Ｚに沿って移動することができ、ブレーキ板要素１２．１同士の摩擦接触をもたらす。ブレーキ板要素１２．１は、前記スクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭを下げる。測定ユニット１３は、スクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭ、及びテスト接続ユニット１１が回転軸Ｚの周りで回転する回転の角度を測定する。保持要素１５．２は、保持位置１５．２＋のままである（図２ｂを参照）。スピンドル１４．１は依然として、スピンドル開始位置１４．１＊にある。

図４に描かれる第４のステップにおいて、前記スクリュー駆動工具２は、設定された公称値Ｓが達成されるまで、及ぼされるトルクＭをさらに増加する。スクリュー駆動工具２は、回転軸Ｚの周りでスピンドル１４．１を回転し続ける。ナット１４．２は、ナット終了位置１４．２＋にあるため、ナット１４．２及びスピンドル１４．１は、互いに対して機械的に荷重される。この機械的荷重の結果として、ブッシュ１４．３は、スピンドル１４．１をスピンドル開始位置１４．１＊からスピンドル終了位置１４．１＋まで移動し、ブレーキばね要素１２．３を圧縮する（図４ａ及び図４ｂを参照）。測定ユニット１３は、スクリュー駆動工具２によって及ぼされるトルクＭ、及びテスト接続ユニット１１が回転軸Ｚの周りで回転する回転の角度を測定する。

図５に描かれる第５のステップにおいて、前記スクリュー駆動工具２は、設定された公称値Ｓを達成しており、テスト接続ユニット１１の回転軸Ｚの周りの回転運動及びトルクＭの行使を停止する。スクリュー駆動工具２のテスト接続要素１１．１への結合は解放される。スクリュー駆動工具２は、シミュレーションデバイス１から取り外される。保持要素１５．２は、保持位置１５．２＋のままである（図２ｂを参照）。ナット１４．２は、ナット終了位置１４．２＋のままである（図３ｂを参照）。

図６に描かれる第６のステップにおいて、保持ユニット１５は、停止され、保持要素１５．２は、駆動装置１５．１によって保持位置１５．２＋から静止位置１５．２に戻るように移動される。ナット１４．２はもはや形状フィットによって保持Ｈされない。形状フィットによるこのような保持Ｈなしで、戻りばね要素１４．４は減圧し、回転軸Ｚに沿って、ナット開始位置１４．２＋に移動されるナット１４．２に戻りばね力ＲＲを及ぼす（図５及び図６を参照）。形状フィットによるこのような保持Ｈがないと、ブレーキディスク要素１２．１同士の摩擦接触は解放され、ブレーキピストン１２．２をブレーキディスク要素１２．１から離れるように回転軸Ｚに沿って移動させる（図５及び図６を参照）。同時に、ブレーキばね要素１２．３は減圧し、結果としてばね力Ｒを生じる。このばね力Ｒが、ブッシュ１４．３及びスピンドル１４．１をスピンドル終了位置１４．１＋から回転軸Ｚに沿ってスピンドル開始位置１４．１＊に戻るようにさせ、ブッシュ１４．３及びスピンドル１４．１は、図６に示される表現においてこの位置に達している。

１ シミュレーションデバイス
２ スクリュー駆動工具
１０．１ 上部ハウジング部分
１０．２ ハウジング底部
１１ テスト接続ユニット
１１．１ テスト接続要素
１１．２ 回転体
１２ ブレーキユニット
１２．１ ブレーキ板要素
１２．２ ブレーキピストン
１２．３ ブレーキばね要素
１３ 測定ユニット
１４ コンバータユニット
１４．１ スピンドル
１４．１＊ スピンドル開始位置
１４．１＋ スピンドル終了位置
１４．１１ 別の機械的接続部
１４．１２ スピンドル接触面
１４．２ ナット
１４．２＊ ナット開始位置
１４．２＋ ナット終了位置
１４．２１ 圧力スリーブ
１４．３ ブッシュ
１４．３１ 機械的接続部
１４．４ 戻りばね要素
１４．５ 回転要素
１５ 保持ユニット
１５．１ 駆動装置
１５．２ 保持要素
１５．２＊ 静止位置
１５．２＋ 保持位置
Δｘ 進行距離
Δｚ１ ナットストローク
Δｚ２ ブッシュストローク
Ｆ ブレーキ力
Ｈ 形状フィットによる保持
Ｍ トルク
Ｒ ばね力
ＲＲ 戻りばね力
Ｓ 公称値
Ｘ 半径方向軸
Ｚ 回転軸

Claims (15)

1. スクリュー駆動工具（２）のねじ継手シミュレーションのためのシミュレーションデバイス（１）であって、
   前記スクリュー駆動工具（２）を前記シミュレーションデバイス（１）に結合することができるテスト接続ユニット（１１）であって、前記スクリュー駆動工具（２）は始動させることができ、前記始動された状態で前記テスト接続ユニット（１１）に結合され、前記テスト接続ユニット（１１）を回転軸（Ｚ）の周りで回転させ、前記テスト接続要素（１１）にトルク（Ｍ）を及ぼす、テスト接続ユニット（１１）を備え、
   前記始動された状態にあり、前記テスト接続ユニット（１１）に結合された前記スクリュー駆動工具（２）が前記テスト接続ユニット（１１）に及ぼす前記トルク（Ｍ）を測定するため、及び前記テスト接続ユニット（１１）が前記結合された状態で、前記始動されたスクリュー駆動工具（２）によって前記回転軸（Ｚ）の周りで回転される回転の角度を測定するための測定ユニット（１３）を備え、
   前記始動された状態にあり、前記テスト接続ユニット（１１）に結合された前記スクリュー駆動工具（２）が前記テスト接続ユニット（１１）に及ぼす前記トルク（Ｍ）を減速するためのブレーキユニット（１２）を備える、シミュレーションデバイス（１）において、
   前記シミュレーションデバイス（１）は、コンバータユニット（１４）を備え、前記コンバータユニット（１４）は前記テスト接続ユニット（１１）に機械的に接続され、前記コンバータユニット（１４）は、前記始動された状態にあり、前記テスト接続ユニット（１１）に結合された前記スクリュー駆動工具（２）が前記テスト接続ユニット（１１）に及ぼす前記トルク（Ｍ）を捕らえ、前記トルクをブレーキ力（Ｆ）に変換し、前記ブレーキ力（Ｆ）を前記ブレーキユニット（１２）に加えることを特徴とする、シミュレーションデバイス（１）。
2. 前記コンバータユニット（１４）は、スピンドル（１４．１）と、ナット（１４．２）とを備え、前記スピンドル（１４．１）及び前記ナット（１４．２）は、形状フィットを介して互いに接続され、前記形状フィットによって、前記回転軸（Ｚ）の周りの前記スピンドル（１４．１）の回転運動が、前記回転軸（Ｚ）に沿った前記ナット（１４．２）の長手方向の移動に変換されること、及び、前記回転軸（Ｚ）に沿って移動される前記ナット（１４．２）が、前記始動された状態にあり、前記テスト接続ユニット（１１）に結合された前記スクリュー駆動工具（２）が前記テスト接続ユニット（１１）に及ぼすトルク（Ｍ）をブレーキ力（Ｆ）に変換し、前記ブレーキ力（Ｆ）を前記ブレーキユニット（１２）に加えることを特徴とする、請求項１に記載のシミュレーションデバイス（１）。
3. 前記コンバータユニット（１４）は、回転要素（１４．５）を備えること、前記スピンドル（１４．１）は、ねじ込みスピンドルであること、前記ナット（１４．２）は、ねじ込みナットであること、前記回転要素（１４．５）は、前記ねじ込みスピンドル（１４．１）と前記ねじ込みナット（１４．２）との間に前記形状フィットを生成すること、及び前記回転要素（１４．５）は、前記回転軸（Ｚ）の周りの前記ねじ込みスピンドル（１４．１）の前記回転運動を前記回転軸（Ｚ）に沿った前記ねじ込みナット（１４．２）の前記長手方向の移動に変換することを特徴とする、請求項２に記載のシミュレーションデバイス（１）。
4. 前記シミュレーションデバイス（１）は、保持ユニット（１５）を備え、前記保持ユニット（１５）は、始動させることができること、前記始動された保持ユニット（１５）は、形状フィットを利用して前記ナット（１４．２）を保持（Ｈ）し、形状フィットによる前記保持（Ｈ）は、前記スクリュー駆動工具（２）に向かう方向の前記回転軸（Ｚ）に沿ったナット開始位置（１４．２＊）からナット終了位置（１４．２＋）への前記ナット（１４．２）の長手方向の移動のみを許可することを特徴とする、請求項２又は３に記載のシミュレーションデバイス（１）。
5. 前記ブレーキユニット（１２）は、複数のブレーキ板要素（１２．１）と、ブレーキピストン（１２．２）とを備えること、長手方向に前記ナット終了位置（１４．２＋）に移動される前記ナット（１４．２）は、前記ブレーキ力（Ｆ）を前記ブレーキピストン（１２．２）に加えること、及び前記ブレーキ力（Ｆ）が加えられる前記ブレーキピストン（１２．２）は、前記ブレーキ板要素（１２．１）同士の摩擦係合をもたらすことを特徴とする、請求項４に記載のシミュレーションデバイス（１）。
6. 前記コンバータユニット（１４）は、戻りばね要素（１４．４）を備えること、及び長手方向に前記ナット終了位置（１４．２＋）に移動された前記ナット（１４．２）は、前記戻りばね要素（１４．４）を圧縮することを特徴とする、請求項４又は５に記載のシミュレーションデバイス（１）。
7. 長手方向に前記ナット終了位置（１４．２＋）に移動される前記ナット（１４．２）及び前記スピンドル（１４．１）は、前記回転軸（Ｚ）の周りの前記スピンドル（１４．１）の回転運動中、互いに対して荷重され、前記スピンドル（１４．１）は、スピンドル開始位置（１４．１＊）からスピンドル終了位置（１４．１＋）に前記回転軸（Ｚ）に沿って長手方向に移動すること、前記ブレーキユニット（１２）は、複数のブレーキばね要素１２．３を備えること、及び前記回転軸（Ｚ）に沿って長手方向に前記スピンドル終了位置（１４．１＋）に移動される前記スピンドル（１４．１）は、前記ブレーキばね要素（１２．３）を圧縮することを特徴とする、請求項４から６までのいずれか一項に記載のシミュレーションデバイス（１）。
8. 前記ブレーキばね要素（１２．３）は、ハウジングポット（１０．２）内に配置されることと、前記ハウジングポット（１０．２）内に配置されたブレーキばね要素（１２．３）の数は、事前定義された公称トルク及び／又は回転の公称角度まで、前記始動されたスクリュー駆動工具（２）によって及ぼされる前記トルク（Ｍ）に応じて変動する、及び／又は前記ハウジングポット（１０．２）内に配置された前記ブレーキばね要素（１２．３）の硬さは、事前定義された公称トルク及び／又は回転の公称角度まで、前記始動されたスクリュー駆動工具（２）によって及ぼされる前記トルク（Ｍ）に応じて変動することを特徴とする、請求項７に記載のシミュレーションデバイス（１）。
9. 前記ブレーキばね要素１２．３は、ハウジングポット（１０．２）内に配置されること、及び前記ハウジングポット（１０．２）は急速解放機構を利用して開放することができること、及び前記開放したハウジングポット（１０．２）内で前記ブレーキばね要素（１２．３）を交換することができることを特徴とする、請求項７又は８に記載のシミュレーションデバイス（１）。
10. 請求項１から９までのいずれかに記載のシミュレーションデバイス（１）を使用してスクリュー駆動工具（２）のねじ継手シミュレーションを実施するための方法であって、
    以下のステップによって、すなわち、
    第１のステップにおいて、前記スクリュー駆動工具（２）が前記テスト接続ユニット（１１）を介して前記シミュレーションデバイス（１）に結合されること、
    第２のステップにおいて、前記スクリュー駆動工具（２）が始動され、前記始動されたスクリュー駆動工具（２）が、前記テスト接続ユニット（１１）を前記回転軸（Ｚ）の周りで回転させ、前記テスト接続ユニット（１１）にトルク（Ｍ）を及ぼすこと、
    第３のステップにおいて、前記スクリュー駆動工具（２）によって及ぼされる前記トルク（Ｍ）が、コンバータユニット（１４）によって捕らえられ、ブレーキ力（Ｆ）に変換されること、及び
    前記第３のステップにおいて、前記ブレーキ力（Ｆ）が、前記コンバータユニット（１４）によって前記ブレーキユニット（１２）に加えられることを特徴とする、方法。
11. 前記コンバータユニット（１４）は、スピンドル（１４．１）と、ナット（１４．２）とを備え、前記スピンドル（１４．１）及び前記ナット（１４．２）は、形状フィットを介して互いに接続されること、及び前記第３のステップにおいて、前記形状フィットにより、前記回転軸（Ｚ）の周りの前記スピンドル（１４．１）の回転運動が、前記回転軸（Ｚ）に沿ったナット開始位置（１４．２＊）からナット終了位置（１４．２＋）への前記ナット（１４．２）の長手方向の移動に変換されること、及び前記第３のステップにおいて、前記スクリュー駆動工具（２）によって及ぼされる前記トルク（Ｍ）は、長手方向に前記ナット終了位置（１４．２＋）に移動される前記ナット（１４．２）によって前記ブレーキ力（Ｆ）に変換されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記シミュレーションデバイス（１）は、保持ユニット（１５）を備え、前記保持ユニット（１５）は、前記第２のステップにおいて始動されること、前記ナット（１４．２）は、前記始動された保持ユニット（１５）によって形状フィットによって保持（Ｈ）され、形状フィットによる前記保持（Ｈ）は、前記スクリュー駆動工具（２）に向かう方向の前記回転軸（Ｚ）に沿った前記ナット開始位置（１４．２＊）から前記ナット終了位置（１４．２＋）への前記ナット（１４．２）の長手方向の移動のみを許可することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ブレーキユニット（１２）は、複数のブレーキ板要素（１２．１）と、ブレーキピストン（１２．２）とを備えること、及び前記第３のステップにおいて、長手方向に前記ナット終了位置（１４．２＋）に移動される前記ナット（１４．２）は、前記ブレーキピストン（１２．２）に前記ブレーキ力（Ｆ）を加え、前記第３のステップにおいて、前記ブレーキ力（Ｆ）が加えられる前記ブレーキピストン（１２．２）は、前記ブレーキ板要素（１２．１）同士の摩擦係合をもたらすことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記コンバータユニット（１４）は、戻りばね要素（１４．４）を備え、前記戻りばね要素（１４．４）は、前記第３のステップにおいて、長手方向に前記ナット終了位置（１４．２＋）に移動される前記ナット（１４．２）によって圧縮されること、第６のステップにおいて、前記保持ユニット（１５）は、停止され、前記停止された保持ユニット（１５）は、形状フィットによって前記ナット（１４．２）をもはや保持（Ｈ）しないこと、形状フィットによる前記ナット（１４．２）の前記保持（Ｈ）のない状態で、前記圧縮された戻りばね要素（１４．４）は減圧され、前記減圧された戻りばね要素（１４．４）によって生成された戻りばね力（ＲＲ）は、前記ナット（１４．２）に及ぼされること、及び前記第６のステップにおいて、前記ナット（１４．２）は、前記戻りばね力（ＲＲ）によって前記回転軸（Ｚ）に沿って前記ナット終了位置（１４．２＋）から前記ナット開始位置（１４．２＊）へと移動されることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 長手方向に前記ナット終了位置（１４．２＋）に移動される前記ナット（１４．２）及び前記スピンドル（１４．１）は、前記回転軸（Ｚ）の周りの前記スピンドル（１４．１）の回転運動中互いに対して荷重されること、及び前記スピンドル（１４．１）は、前記回転軸（Ｚ）に沿ってスピンドル開始位置（１４．１）からスピンドル終了位置（１４．１＋）に長手方向に移動されること、前記ブレーキユニット（１２）は、複数のブレーキばね要素（１２．３）を備えること、及び前記スピンドル（１４．１）は、前記ブレーキばね要素（１２．３）を圧縮すること、第６のステップにおいて、前記スクリュー駆動工具（２）は、停止され、前記停止したスクリュー駆動工具（２）によってトルク（Ｍ）がもはや及ぼされないこと、形状フィットによる前記ナット（１４．２）の前記保持（Ｈ）のない状態で、前記ブレーキばね要素（１２．３）は減圧し、前記減圧したばね要素（１２．３）は、ばね力（Ｒ）を及ぼすこと、及び前記第６のステップにおいて、前記スピンドル（１４．１）は、戻りばね力（Ｒ）によって前記回転軸（Ｚ）に沿って前記スピンドル終了位置（１４．１＋）から前記スピンドル出力位置（１４．１＊）へと移動されることを特徴とする、請求項１２から１４までのいずれか一項に記載の方法。

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