SE449311B - Styrkoppling ingaende i en anordning for atdragning av ett festelement till dess streckgrens - Google Patents

Description

449 311 då operatören avlägsnar vridanordningen från fästelementet för att förbereda_förnyad tillförsel av åtdragningsmoment. Under de angivna tidsperioderna, när vridanordningen är avlägsnad-från fästelementet, ändras värdena av signalerna, som behandlas, i sådan utsträckning, dvs de kan nedgå till noll, att felaktig indikering kan uppkomma, att förbandet blivit åtdraget till sträckgränsen. Åtgärder måste vidtagas för att ignorera dylika felaktiga indikeringar.

En anordning, som tillgodoser dessa önskemål, uppvisar enligt uppfinningen de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Företrädesvis ingår organ för moment- och vinkelmätning, som är samordnade med vridanordningen och alstrar en signal, som är utmärkande för tillfört moment och fästelementets vridför- skjutning.

Med organen för vinkelmätning är en detekteringsanord- ning samordnad för att avgöra när fästelementet vridits en för- utbestämd tillskottssträcka. _ Momentsignalen och signaler, som hänför sig till till- skottssträcka-vridning, behandlas för att avgöra, när den momen- tana lutningen hos en kurva, som skulle kunna avsättas för des- sa parametrar, utgör en förutbestämd bråkdel av kurvans lagrade maximumlutning, och en för detta fenomen utmärkande signal alst- ras.

Kontrollorganen reagerar för momentsignalen och/eller sig- nalerna, som hänför sig till tillskottsvridning, för att avgö- ra, om fästelementet håller på att åtdragas, när signalen alst- ras, som anger fenomenet.

Uppfinningen beskrives:närmare nedan med ledning av åt- följande ritning, där fig. 1 visar moment-vridningskurvan för ett fästelement, som håller på att åtdragas, fig. 2 förbelastning-tidkurvan för ett fästelement, som åtdrages medelst en operatörmanövrerad vridanordning, fig. 3 momentsignal-tidkurvan för ett fästelement, som åtdrages medelst en operatörmanövrerad vridninganordning jämte organ för mätning av reaktionsmomentet på vridanordningen, fig. 4 schemat för en åtdragningsanordning enligt upp- finningen och fig. 5 en tvärsnittsvy av ytterligare Km' 449 311 en utföringsform av en anordning för vinkelmätning.

I fig. H visas en särskilt lämplig utföringsform av uppfin- ningen med en i stort konventionell och med ett långt handtag försedd vridanordning 10 av spärrhjulstyp och en med vridanord- ningen samordnad styrkoppling 12 för alstring av en signal, som anger att förbandet, i vilket fästelementet håller på att âtdragas, nått sin sträckgräns. Vridanordningen 10 är opera- tördriven och innehåller en jämförelsevis lång handtagsdel lä med ett handtag 16 vid ena änden och ett medbringarhuvud 18 vid den andra änden. En kopplingsdel 20 sträcker sig från den ena ytan på huvudet 18 och uppbär ett ej visat drivverktyg för in- grepp i ett fästelement. Kopplingsdelen 20 är på vanligt sätt förbunden mekaniskt med huvudet 18 via en ej visad anordning med spärrhake och spärrhjul på sådant sätt, att kopplingsdelen och drivverktyget är låsta vid huvudet 18 och handtagsdelen 1U under vridrörelse i en riktning för tillförsel av åtdragnings- moment och utövar vridning för åtdragning av fästelementet, och på sådant sätt att medbringarhuvudet och handtagsdelen glider i förhållande till kopplingsdelen och drivverktyget under vridrö- relse i motsatt riktning. En operatör kan sålunda fatta hand- taget 16 placera drivverktyget på ett fästelement och vrida 7 verktyget omkring en axel-i rät vinkel mot handtagsdelens lfl axel. Normalt tillför operatören rörelse för vridåtdragning stegvis genom vridning av fästelementet en begränsad periferi- sträcka, vanligen av storleksordningen ca 1200, och sedan genom vridning av vridanordningen i motsatt riktning i och för förbe- redelse för förnyad tillförsel av åtdragningsmoment.

Vid handtagsdelen lä och företrädesvis jämförelsevis nära huvudet 18 är en töjningsgivaranordning 22 av någon konventio- nell typ fäst med förmåga att alstra elektriska utsignaler.

Anordningen 22 är inrättad att alstra en signal, som är utmär- kande för det momentana moment som tillföres fästelementet, ge- nom mätning av böjtöjningen i handtagsdelen, när moment till- föres fästelementet. Böjtöjningen är proportionell mot böjspän- ningen i handtaget, som i sin tur är proportionell mot det di- rekta moment, för vilket fästelementet utsättes. _ Med huvudet 18 är en vinkelmätande anordning förbunden i form av en konventionell potentiometer 2U, inrättad att alstra. en elektrisk utsignal, som är proportionell mot huvudets 18 vridförskjutning. Såsom kommer att föklaras nedan behandlas denna signal för bildande av signaler, som är utmärkande för 449 311 " förutbestämd stegvis vridning av fästelementen, som håller på att åtdragas. Potentiometern 2U omfattar på vanligt sätt en glidarm 25 och en motståndsdel 27, som är inrättade att röra sig i förhållande till varandra, så att utsignalen kan varieras.

Motståndsdelen 27 är fastsatt för rörelse tillsammans med hu- vudet 18, medan glidarmen 25 hålles i fast läge i förhållande till huvudet genom användning av en kabel 26 och en klämma 28.

Kabeln 26 bör vara av en typ, som är tillräckligt böjlig för att böjas till önskad form men som även är tillräckligt plas- tisk för att bibehålla denna form, när böjkraften en gång av- lägsnas. En dylik kabel kan bestå av en blykärna med band av ' stål på motstående ytor, varvid hela enheten är täckt med vinyl.

Klämman 2á, som lämpligen kan vara en magnet, är inrättad att placeras på en fast referensdel, t.ex. en del av förbandet, som håller på att åtdragas, så att glidarmen 25 på potentiometern, som är direkt mekaniskt förbunden med densamma, kvarhålles i fast läge. Till följd av sin böjlighet kan kabelns 26 form ändras, så att klämman 28 kan fastsättas vid varje bekvämt åt- komlig fast referenspunkt. När glidarmen 25 hålles stationär och motståndsdelen 27 är rörlig tillsammans med huvudet 18, är därför utsignalen från potentiometern en variabel analog signal, som är utmärkande för vridförskjutningen av huvudet 18 och fäst- elementet, som vrides. 7 En annan utföringsform av en digital vinkelmätanordning 29 visas i fig. 5. Denna anordning omfattar en stomme 31, som är fäst vid drivhuvudet 18 på vridanordningen, en skiva 33 med högt tröghetsmoment, som är monterad på en stång 35, som sträc- ker sig mellan över- och underdelarna av stommen 31 och är lag- rad i lager med låg friktion, och en givare 37 såsom en optisk detektor med inbyggd ljuskålla, som är fäst vid stommen. Skivan 33 är försedd med spår 39 eller markeringar på sin ytterperiferi, som kan detekteras av givaren 37, när skivan"rör sig i förhållan- de till givaren under åtdragning. Eftersom skivan 33 har högt tröghetsmoment och är monterad på lager med låg friktion, kommer varje vridning av drivhuvudet med den härvid fästa stommen 31 omkring skivans rotationsaxel att förorsaka, att den förblir sta- tionär, eftersom otillräckligt moment kommer att föreligga, som överföres via lagren för att bringa skivan att rotera. Relativ- rörelsen mellan skivan och givaren 37, som är fäst vid drivhuvu- det via stommen 31, kan sålunda mätas till följd av spårens 39 passage, så att vridanordningens vinkelrörelse indikeras. 5 449 S11 Efter beskrivning av vridanordningen 10 och kortfattad förklaring av mätanordningen för mätning av vridmoment och vridning kommer åtdragningsmetoden att förklaras, innan den elektroniska styrkoppling 12 beskrives, som användes för be- handling av signalerna. Såsom tydligt framgår av amerikanska patentskriften 3 982 H19, kan sträckgränsen för ett förband med ett fästelement detekteras genom analys av ininformation om moment och vridning och den resulterande momentvridnings- kurvan, som skulle kunna avsättas för fästelementet. I fig. 1 visas en typisk moment-vridningskurva för ett gängat fästele- ment, som håller på att åtdragas, med moment avsatt längs ver- tikalaxeln och vridning avsatt längs horisontalaxeln. Kurvan I omfattar ett begynnelse- eller föråtdragningsområde, som sträc- ker sig från skärningspunkten mellan moment- och vridníngsax- larna till en punkt A. Inom detta område har mittför varandra befintliga gängor på fästelementenheten kommit till ingrepp och vrídes ett av fästelementen, men lagerytan på det roterande ' fästelementet har ej kommit i beröring med intilliggande yta på konstruktionselementet, som ingår i förbandet. Vid punkten A på kurvan har konstruktíonselementen sammandragits av fästele- mentenheten och påbörjas själva åtdragningen av förbandet.

Inom detta åtdragningsområde av kurvan, som sträcker sig från punkten A till en punkt B, utvecklas axiell kraft i fästelement- enheten, som utövas på konstruktionselementen såsom klåmkraft.

Inom detta område är kurvan i huvudsak linjär. Vid punkten B har förbandets proportionalitetsgräns överskridits och börjar fästelementen vridas med allt större hastighet än det tillförda momentet. I föreliggande fall kan punkten B betraktas såsom början av sträckgränsområdet, men givetvis kommer belastning ”att utvecklas i förbandet förbi punkten B med märkbart olínjär ökningshastighet. Punkten C motsvarar förbandets sträckgräns och medan definitionen av sträckgräns varierar något kan den betraktas vara punkten, förbi vilken fästelementets töjning el- ler spänning ej längre är rent elastisk. Sträckgränsen kan detekteras genom att bestämma tidpunkten, då den momentana lut- ningen hos ovan beskrivna kurva utgör en förutbestämd bråkdel, ca 25 % till 75 % av lutningen hos denna kurva inom dess âtdrag- ningsområde. Medan åtdragningsområdet är i huvudsak linjärt, kan det ej vara exakt linjärt utan kan innehålla toppar, som kan förorsakas av temporärt avbrott i gängíngrepp eller varia-J 449 311 f) tioner i smörjning. Lutningen inom ätdragningsområdet kan där- för ej vara konstant, varför det är önskvärt att detektera sträckgränsen genom bestämning av tidpunkten, då den momentana lutningen hos kurvan utgör en förutbestämd bråkdel av kurvans maximala lutning, såsom förklaras i ovannämnda patentskrift.

Enligt uppfinningen tillämpas samma generella teknik för bestämning av sträckgränsen med tillägg av vissa andra åtgär- der för att taga hänsyn till den intermittenta tillförseln av, moment och oregelbundenheter i fästelementets vridning, som förorsakas av operatören.

I fig. 2 visas en typisk förbelastning-tidkurva för ett gängat fästelement, som åtdrages medelst en handmanövrerad vridanordning. I detta fall är den i fästelementet utvecklade förbelastningen avsatt längs vertikalaxeln och tid längs hori- sontalaxeln. De motsvarande punkterna A, B och C, som förkla- rats ovan med ledning av fig. 1, är även angivna på denna kurva.

Man finner, att den första tidsperiod föreligger från axlarnas skärningspunkt till bunkten D, vid vilken åtdragningsmoment , först tillföres av operatören, under vilken tidsperiod förbeï lastning ökar med tid. En andra tidsperiod föreligger även från punkten D till punkten E, vid vilken vridanordningen vri- des i motsatt riktning i och för förberedelse till förnyad till- försel av moment, under vilken förbelastningen i fästelementet förblir i huvudsak konstant. När operatören utför en andra tillförsel av moment från punkten E till punkten C, ökar förbe- lastningen åter med tiden, såsom förklarats ovan. Vid sträck- gränsen C bör åtdragningen upphöra.

Töjningsgivaranordningen 22 mäter direkt momentet, för vilket fästelementet utsättes, och följaktligen negår moment- signalen till noll under perioder, då vridanordningen vrides i den motsatta riktningen före förnyad tillförsel av moment. Detta visas tydligt mellan punkter D och E i fig. 5, som visar en kur- va för momentsignalen som funktion av tid med motsvarande punk- ter A-E införda. Vid användning av en operatörmanövrerad vrid- anordning med ovan beskrivna momentmätanordning för att bestämma tidpunkten, när ett förband blivit åtdraget till dess sträck- gräns genom detektering av ändringar i moment-vridningskurvan, måste därför åtgärder vidtagas för att säkerställa, att styr- kopplingen 12 ej detekterar en ändring i den momentana lutningen hos kurvan, på grundval av momentsignalens bortfall under perio- 'f 449 511 der med vridning i motsatt riktning. Uppfinningen hänför sig därför till en teknik för att avgöra, att fästelementet verkli- gen håller på att åtdragas, när styrkopplingen anger, att sträck- gränsen uppnåtts. Detta kan åstadkommas genom användning av or- gan för att avgöra, att den momentana momentsignalen ej nedgâtt under en förutbestämd bråkdel av den tidigare maximala moment- signalen, som alstras av töjningsgivaranordningen, och/eller genom användning av organ för att avgöra, att fästelementets vinkelvridning håller på att öka. Genom att övervaka moment- eller vridningsparametrarna på detta sätt erhålles indikering, att fästelementet håller på att åtdragas eller ej, när styrkopp- lingen annars anger, att sträckgränsen uppnåtts.

Av fig. H framgår vidare, att den momentana momentsignalen från töjningsgivaranordningen 22 tillföres en förstärkare 30, som förstärker signalen, som är utmärkande för det momentana momentet, till en storlek som är förenliqí med återstoden av styrsystemet. Den från förstärkaren 50 avgivna förstärkta mo- mentsignalen tillföres en elektronisk komparator 32, som motta- ger ytterligare en insignal från en med en spänníngskälla för- bunden potentiometer BU. Komparatorn 52 och potentiometern BU har till uppgift att bilda en signal, som anger att fästelemen- tet åtdragits in i åtdragningsområdet, dvs. in i de olika områ- dena mellan punkterna A och B på de i fig. 1-5 visade kurvorna.

Här kan framhållas, att sådant moment-vridningssamband råder inom föråtdragningsområdet, att falsk indikering av sträckgrän- sen skulle kunna ske. Det är därför önskvärt att indikera, att" fästelementet blivit åtdraget till åtdragningsområdet. Genom inställning av potentiometern 34 på sådant sätt, att en utsignal erhålles, som i det närmaste är lika med eller något överstiger_ den momentana momentsignalen vid punkten A på moment-vridnings- kurvan, kommer komparatorn 32 att avge en utsignal, när fäst- elementet åtdragits in i kurvans åtdragningsområde. Precision vid bestämning av tidpunkten då punkten A uppnåtts, erfordras ej utan en approximatíon är tillräcklig. Potentiometern BU kan t.ex. inställas på sådant sätt, att den avger en utsignal, som i det närmaste är lika med ca 25 % till H0 % av det moment, som förväntas bli tillfört vid sträckgränsen, och denna punkt på kurvan kommer i fortsättningen att benämnas smygpunkt. Utsigna- len, som anger att punkten A uppnåtts, matas från komparatorn 32 till en förstärkare 36, som matar en indikator 38 i form avJ 449 311 f* t.ex. en ljuskälla för att för operatören indikera, att förban- det börjar åtdragas., Utsignalen från komparatorn 52 tillföres även en digital- analogomvandlare H2 av konventionell typ och har till uppgift att aktivera densamma. Omvandlaren HO ingår i vinkelmätkopp- lingen och lagrar signaler, som är utmärkande för den största vinkel, över vilken fästelementet blivit åtdraget. Denna lag- ring sker i en räknare, som på vanligt sätt ingår i omvandlaren H0. Signalen från vinkelmätpotentiometern 2U tillföres omvand- laren HO via en komparator H2, som är seriekopplad med en NAND- grind ÄH, som i sin tur är seriekopplad med omvandlaren #0. Om- vandlaren H0 mottager digitala signaler från grinden HH och hål- les återställd medelst den logiska signalen från komparatorn 52, medan momentet ligger under smygpunkten A. När momentvärdet vid smygpunkten överskrides, aktiveras omvandlaren H0. Utsigna- len från omvandlaren HO tillföras en buffertförstärkare 46, vars utsignal bildar den andra insignalen till komparatorn H2. Den andra insignalen till grinden RU avges från en oscillator H5, som beskrivas kortfattat nedan. _Vid denna tidpunkt är det till- räckligt att observera, att oscillatorn avger en serie rektangel- vågor till grinden HH, innan fästelementet blivit åtdraget till smygpunkten A. Vid denna punkt kommer oscillatorn att avge en utsignal med hög nivå och därefter en serie rektangelvågor, varje gäng fästelementet vridits över en förutbestämd vinkel i âtdragningsriktningen.

Den momentana vinkelsignalen från potentiometern 2U till- föres även en differentialförstärkare H8, som såsom sin andra insignal mottager utsignalen från förstärkaren H6, som är utmär- kande av den maximala vinkelsignalen, som alstras och lagras vid någon tidpunkt i åtdragningsförloppet av omvandlaren U0. Utsig- nalen från förstärkaren Ä8 är sålunda en signal, som är lika med skillnaden mellan den största och lagrade vinkelsignalen och den momentana vinkelsignalen. Utsignalen från förstärkaren H8 är därför lika med det aktuella vinkelsteg, över vilket fästelemen- tet åtdragits.' Man erinrar sig, att fästelementet ej vrides kontinuerligt och att potentiometerns inställning kommer att ändras, när vridanordningen vrides i den motsatta riktningen, så att ändringar i potentiometerns inställning under denna mot- satta vridning åstadkommes genom användning av omvandlarens H0 lagringsfunktion och av förstärkaren H8. Eràuförstärkaren U8 9 449 311 matas utsignalen, som är utmärkande för den aktuella vridning- en av fästelementet, via ytterligare en komparator 50, som såsom sin andra insignal mottager en signal från en signalalstrande anordning såsom en potentiometer 52. Denna potentiometer 52 in- ställes på sådant sätt, att dess utsignal är lika med en signal, som är utmärkande för det förutbestämda vinkelsteg, över vilket lutningen hos moment-vridningskurvan skall bestämmas.

Signalen från komparatorn 50 anger, att fästelementets vridits över ett förutbestämt vinkelsteg, tillföres en grind- styrd RC-oscillator H5 av konventionell typ, som i stort omfat- tar NAND-grindar 5D och 58, en kondensator 55 och ett motstånd 57. Grinden 5ü mottager en drivinsignal från komparatorn 50 och en andra insignal från grinden 58 och avger en utsignal till en NAND-grind 56, som arbetar såsom inverterare, och via kondensa- torn 55 tillbaka till grindens 58 båda ingångar. Utsignalen från grinden 58 matas även tillbaka via motståndet 57 till in- gångarna på grinden 58. Kondensatorn 55 och motståndet 57 åstad- kommer en tidsfördröjning, som bringar grindarna 5H och 58 att 'arbeta såsom oscillator. Deras respektive värden är valda på sådant sätt, att önskad svängningsfrekvens erhålles.

För att sammanfatta verkningssättet för den hittills be- skrivna delen av kopplingen,rär fästelementet börjar åtdragas och innan smygpunkten A uppnåtts under åtdragningsförloppet, hålles omvandlaren H0 återställd, eftersom den ej mottagit någon aktiveringssignal från komparatorn 52. Omvandlaren 40 avger sålunda ej någon utsignal och ej heller förstärkaren 46. Följ- aktligen subtraherar förstärkaren H8 vid denna tidpunkt en nollsignal från förstärkaren U6 från den jämförelsevis höga ut- signalen från potentiometern ZH och utmatar en signal med jäm- förelsevis hög nivå till komparatorn 50. Denna sistnämnda sig- nal har högre nivå än vinkelstegsignalen från potentiometern 52, så att utsignalen från komparatorn 50 har hög nivå och tillföres grinden 58, som avger en signal med låg nivå, som inverteras i grinden 56 och såsom en signal med hög nivå tillföres grinden ÄN.

Utsignalen med låg nivå från grinden 5H inverteras även i grin- den 58 och matas såsom en signal med hög nivå till grinden 5H, så att dess utsignal får hög nivå och sedan inverteras i grin- darna 56 och 58 på ovan beskrivet sätt. Oscillatorn H5 alstrar sålunda en serie rektangelvågor, som via grinden 56 tillföres grinden 5ü. Samtidigt härmed matar potentiometern 2U sin sti-J ' 449 311 “U gande analoga signal till komparatorn H2, som även mottager noll- sígnalen från omvandlaren H0, som hålles återställd, eftersom den ej ännu mottager någon signal från komparatorn 52. Kompara- torn 42 avger sålunda en signal med hög nivå till grinden UH.

Vid varje puls med låg nivå från grinden 56 avger grinden HN en puls till omvandlaren HO som ej kan lagra eller utmata signalen, eftersom den hålles återställd.

När smygpunkten A uppnås, aktiveras omvandlaren H0 medelst en signal från komparatorn 32 och börjar räkna pulser från grin- den N4. Omvandlaren avger en analog signal till förstärkaren 46 och därmed till komparatorn 42 och förstärkaren U8.å Utsignalen från omvandlaren H0 och förstärkaren H6 är eventuellt lika med vinkelsignalen från potentiometern 2U, så att utsignalen från komparatorn H2 får låg nivå men omedelbart därefter får hög nivå, när signalen från potentiometern Zü ökar till följd av ytterli- gare vridning av fästelementet. Utsignalen från förstärkaren 46 är en funktion av den i omvandlaren HO lagrade signalen, vil- ken signal representerar den största vinkelvridningen av fäst- elementet vid denna tidpunkt i åtdragningsförloppet och som till- föres förstärkaren H8 tillsammans med tillskottsvinkelsignalen från potentiometern 2U. »Såsom redan framhållits, avger förstär- karen H8 en signal, som är utmärkande för den tillskottsvrid- ning, för vilken fästelementet utsatts. Från början är denna skillnad jämförelsevis liten och understiger signalen, som är utmärkande för det förutbestämda vridningssteg, som åstadkommas medelst potentiometern 52.' Utsignalen från komparatorn 50 får därför låg nivå och tíllföres grinden 54. När grinden SH till- " föres denna signal med låg nivå, avger den en signal med låg nivå till den inverterande grinden 56, vilket resulterar i en utsignal med hög nivå till grinden ÄN. Vid denna tidpunkt har båda insignalerna till grinden üü hög nivå, så att den avger en signal med låg nivå till omvandlaren H0. Den i omvandlaren H0 lagrade signalen ändras därför ej och ej heller dess utsignal, så att utsignalen från förstärkaren H6 ej ändras.

När förstärkaren H8 avger en signal, som anger, att fäst- elementets tillskottsvridning är lika med det förutbestämda vridningstillskott, som inställes genom signalen från poten- tiometern 52, avger komparatorn 50 en signal med hög nivå till grinden 5U och aktiverar åter oscillatorn H5, dvs. denna utmatar åter en serie rektangelvågor via grinden 56. Det just beskrivna 1] 449 311 förloppet upprepas nu automatiskt. Omvandlaren H0 mottager åter pulser från grinden UH, till dess lagrade värde är lika med vinkelvridningssignalen från potentiometern ZU. šåsom re- dan förklarats drives utsignalen från förstärkaren H8 till noll, när dessa signaler är lika, och drives utsignalen från kompara- torn 50 till låg nivå, så att oscillatorn H5 upphör att arbeta genom drivning av insignalen till grinden ßü till låg nivå.

Vid denna tidpunkt kan framhållas, att förstärkaren H8 är samordnad en tidsfördröjningskrets 60 med ett motstånd och en härmed parallellkopplad kondensator, som ändrar insignalen från förstärkaren H6, och med ett jordat motstånd 62 och en härmed sieriekopplad blockeringsdiod 63, för ändring av insignalen från potentiometern BU. Till följd av kondensatorn i kretsen 60 för- dröjes utsignalen från förstärkaren H8 på sådant sätt, att oscil- latorn svänger något längre än den borde. Detta innebär, att extra utpulser avges via grinden 56. Dessa pulser har till upp- gift att stabilisera andra lagringssteg, såsom förklaras nedan.

Med hänsyn till den återstående delen av kopplingen matas den momentana momentsignalen från förstärkaren 30 via en kompa- rator 6H, som avger en utsignal via en en NAND-grind 66, som mottager sin andra insignal från grinden 56. Grinden 66 avger en utsignal till ett lagringssteg i form av en konventionell digital-omvandlare 68, varvid denna anordning är likartad anord- ningen med komparatorn H2, grinden HH och omvandlaren H0 med undantag av att omvandlaren 68 ej hålles återställd nedanför smyg- punkten A. Utsignalen från omvandlaren 68 matas via en buffert- förstärkare 70, som i sin tur avger en signal till komparatorn 6U. Nedanför smygpunkten A arbetar grinden 56 kontinuerligt och avger en serie rektangelvägsignaler till grinden 66. Den från förstärkaren 50 avgivna signalen, som är utmärkande för momentant moment, har något högre nivå än utsignalen från omvandlaren 68, så att komparatorn 6Ä avger en signal med hög nivå. Vid varje puls med låg nivå från grinden 56 avger grinden 66 en puls till omvandlaren 68, så att dess lagrade signal bringas till högre nivå liksom utsignalen från förstärkaren 70. Nedanför smygpunk- ten A följer därför de olika signalerna från omvandlaren 68 och förstärkaren 70 den för det momentana momentet utmärkande signa- len. Såsom tidigare förklarats, avger grinden 56 vid smygpunkten' en signal med hög nivå efter någon tidsfördröjning och avger kom- paratorn 6H nu en signal med hög nivå, eftersom signalen från J v 449 311 'i förstärkaren 30 har högre nivå än signalen från förstärkaren 70, sa att grinden 66 avger en utsignal med låg nivå och inga nya pulser avges till omvandlaren 68. En för momentet vid smygpunk- ten utmärkande signal lagras sålunda i omvandlaren 68. Till följd av ovan angivna obetydliga tidsfördröjning kan den lagrade signalen stabiliseras.

Varje gång komparatorn 50 avgör, att fästelementet vridits ett förutbestämt vinkelsteg, aktiveras oscillatorn H5 och avger grinden 56 en serie rektangelvågor till grinden 66, som att ut- signalen från komparatorn 6H har hög nivå-och en ny signal till- föres omvandlaren 68 via förstärkaren 70. På samma sätt som redan beskrivits matar grinden 66 pulser till omvandlaren 68, tills den här lagrade signalen är lika med signalen, som är ut- märkande för momentant moment. Nedanför smygpunkten A lagrar och utmatar sålunda omvandlaren 68 en signal, som är utmärkande för det momentana moment, som tillföres vid varje förutbestämt vridningssteg. Denna signal är generellt utmärkande för det intill denna tidpunkt tillförda maximummomentet, eftersom kom- paratorn 6H ej avger någon signal, om momentsignalen från för- stärkaren 30 ej överskrider den lagrade signalen. Insignalerna till omvandlaren 68 är givetvis digitala, medan dess utsignaler är analoga.

Utsignalen från förstärkaren 70 tillföres även en diffe- rentíalförstärkare 72, som såsom sin andra insignal mottager signalen från förstärkaren 30. Utsignalen från förstärkaren 72 tillföres en komparator 7H, som matar en NAND-grind 76, som även mottager en insignal från grinden 56. Grinden 76 avger en signal till ett lagringssteg i form av en konventionell digital- analogomvandlare 78, som är uppbyggd på samma sätt som omvand- larna H0 och 68. På samma sätt som vid omvandlarna Å0_och 68 matar omvandlaren 78 en buffertförstärkare 80, som avger en ut- signal tillbaka till komparatorn 7U. _Omvand1aren 78 lagrar i digital form och utmatar i analog form en signal, som är utmär- kande för den största lutningen vid varje tidpunkt under åtdrag- ningsförloppet hos moment-vridningskurvan, som skulle kunna av- sättas för fästelementet, som håller på att åtdragas.

Nedanför smygpunkten A matas en för momentant moment utmär- kande signal.till förstärkaren 72 från förstärkaren 30 och matas den signal, som i det närmaste är lika med det vid denna tidpunkt tillförda maximummomentet även till förstärkaren 72 från omvand- laren 68 via förstärkaren 70. Utsígnalen från förstärkaren 72 13 449 s11 är därför i huvudsak lika med noll. När komparatorn TM ej tillföres någon insignal, avger den ej någon utsignal och ej heller grinden 76 till omvandlaren 78. Vid smygpunkten A är insignalerna till komparatorn 7ü fortfarande i huvudsak lika, så att omvandlaren 78 fortfarande ej mottager någon insignal.

Här kan emellertid framhållas, att insignalen från grinden 56. till grinden 76 ej drives till hög nivå, såsom förklarats tidi- gare. Omedelbart efter det att smynpunkten A uppnåtts, börjar signalen från förstärkaren 30 att överstiga den lagrade signalen från omvandlaren 68 och förstärkaren 70, så att utsignalen från förstärkaren 72 börjar öka, vilket återger skillnaden mellan det momentana momentet och det lagrade momentet, så att komparatorn 7ü bringas att avge en signal med hög nivå till grinden 76. När grinden 76 tillföres tvâ insignaler med hög nivå, avger den gi- vetvis ej någon utsignal till omvandlaren 78. I Så snart komparatorn 50 detekterar; att fästelementet åt- dragits över ett förutbestämt vridningssteg, aktiveras oscilla- torn H5 åter och avger grinden 56 en serie rektangelvågor till grinden 76. Samtidigt avger förstärkaren 72 en signal, som är utmärkande för skillnaden mellan signalen från förstärkaren 30, som representerar det vid detta vridningssteg tillförda momen- tana momentet, och signalen från omvandlaren 68 och förstärka- ren 70, som är utmärkande för momentet vid smygpunkten A. Följ- aktligen är utsignalen från förstärkaren 72 utmärkande för lut- ningen hos moment-vridningskurvan över detta förutbestämda vrid- ningssteg. När omvandlaren 78 och förstärkaren 80 ej tillföres någon signal, bringar utsignalen från förstärkaren 72 kompara- torn 7H att avge en signal till grinden 76. Vid varje puls med låg nivå från grinden 56 avger grinden 76 en utpuls till omvand- laren 78. När utsignalen från omvandlaren 78 och förstärkaren 80 är lika med signalen från förstärkaren 72, avbryter kompara- torn 7Ä sin utsignal och är den i omvandlaren 78 lagrade signa- len utmärkande för lutningen hos kurvan över det första förut- bestämda vridningssteget.' Vid varje förutbestämt vridningssteg, då den momentana lutningen hos kurvan är större än kurvans tidi- gare lagrade största lutning, upprepas just beskrivna förlopp, så att omvandlaren 78 ständigt lagrar och utmatar en signal, som är utmärkande för den maximala lutningen hos moment-vrídnings- kurvan intill denna tidpunkt i åtdragningsförloppet.

Enligt uppfinningen är ett temporärt lagringssteg 82 sam-J 449 311 1" ordnat med komparatorn 7U och innehåller en jordad kondensator och ett motstånd parallellt med komparatorn och en diod mellan förstärkaren 72 och ingången på komparatorn 7%. Steget 82 lag- rar temporärt signalen från förstärkaren 72 för att säkerställa att den för kurvans lutning utmärkande signalen tillföres kompa- ratorn 7D och ej signalen, som alstras, när rektangelvågpulserna avges från oscillatorn H5. Eftersom dessa pulser även förorsa- kar, att omvandlaren 68 uppdaterar det lagrade momentana momen- tet, börjar utsignalen från denna omvandlare och dess förstär- kare 70 omedelbart att öka och ändra utsignalen från förstärka- ren 72.

Signalen från omvandlaren 78, som är utmärkande för den maximala lutningen hos kurvan vid varje tidpunkt, och signalen från förstärkaren 72, som är utmärkande för kurvans momentana lutning, tillföres ytterligare en komparator 8ü för att avgöra, när den momentana lutningen utgör en förutbestämd bråkdel av den lagrade maximumlutningen. För att möjliggöra detta avgörande ingår ett divisionssteg 86, innehållande ett jordat motstånd parallellt med komparatorn ÉN och ett motstånd mellan förstär- karen 8O och ingången på komparatorn 8H. Den förutbestämda bråkdelen mellan 25 % till 75 % och normalt 50 % av signalen från omvandlaren 78 och förstärkaren 80 tillföres därför kompa- ratorn BU. När signalen från förstärkaren 72, som är utmärkande för kurvans momentana lutning, är lika med eller överstiger den förutbestämda bråkdelen av den till komparatorn BU matade lag- rade signalen, avger-komparatorn en utsignal, som anger, att* kurvans momentana lutning är lika med den förutbestämda bråkde- len av kurvans maximala lutning. V Om momentet skulle tillförts kontinuerligt, skulle utsig- nalen från komparatorn 8Ä ange, att förbandet åtdragits till sin sträckgräns. Men när momentet tillföres intermittent, såsom är fallet vid en handmanövrerad vridanordning 10, minskar mo- mentsignalen från töjningsgivaranordningen 22 under perioder av vridning i den motsatta riktningen, såsom visas vid punkten D i fig. 3. Vid varje dylik punkt d i åtdragningsförloppet utma- tar komparatorn 8H en signal, I kopplingen ingår kontrollorgan för att bestämma, att sträckgränsen uppnåtts. I detta fall av- ger en OCH-grind 88 med fyra ingångar en utsignal till ett bi- stabilt vippsteg 90. Grinden 88 mottager en insignal från kom- paratorn 32, som anger, att moment tillföres vid denna tidpunkt f» ' 449 311 och att smygpunkten A uppnåtts, och en annan insignal från komparatorn 8ü, som anger, att den momentana gradientsignalen utgör en förutbestämd bråkdel av den maximala gradientsignalen vid denna tidpunkt. Eftersom någon detektering, att sträck- gränsen uppnåtts, endast kan utföras vid varje vridningssteg, mottager grinden 88 även en insignal från grinden ÄH, varvid. denna grind såsom tidigare angivits kontinuerligt avger utpul- - ser nedanför smygpunkten och därmed endast vid förutbestämda 7- vridningstillskott. Om signaler mottages från både komparatorn 32 och grinden HH, kan säkerställas, att fästelementet just blivit vridet över ett förutbestämt vridningstillskott. Någon detektering av sträckgrånsen kan dessutom endast utföras, när fästelementet utsättes för märkbart moment. Den momentana mo- mentsignalen från förstärkaren 50 tillföres därför den ena in- gången på en komparator 92, som vid en andra ingång även mot- tager en signal, som är utmärkande för den förutbestämda bråk- delen av maximummomentet från omvandlaren 68 och förstärkaren 70. Detta åstadkommes genom införande av ett divisionssteg 9H i form av två motstånd, som är seriekopplade mellan utgången på förstärkaren 70 och ingången på komparatorn 92. Det ena mot- ståndet är jordat och det andra motståndet är ej jordat. Den ena insignalen till komparatorn 92 är därför utmärkande för momen- tant moment och den andra insignalen för den förutbestämda bråk- delen av maximummomentet, som tillförts intill varje tidpunkt.

Man har funnit, att den förutbestämda bråkdelen bör uppgå till ca 66,3 %, så att två tredjedelar av maximummomentsignalen till- föres komparatorn 92. Om den momentana momentsignalen är åt- minstone två tredjedelar av den maximala momen signalen, avgeri komparatorn 92 en utsignal, som tillföres grinden 88. När samtliga fyra villkor är uppfyllda, matas samtliga fyra signaler till grinden 88, som då avger en signal till vippsteget 90, som anger att förbandetyblivit åtdragit till sin sträckgräns. Vipp-- steget 90 lagrar signalen från grinden 8É och driver en indika- tor i form av en ljuskälla 96 och/eller en summer 98 för att för operatören indikera, att vederbörande bör avbryta åtdrag- ningen av förbandet. En strömställare 100 användes för att noll- ställa omvandlarna 68 och 78 vid-slutet av varje åtdragningsför- lopp.

Genom ovanstående beskrivning torde verkningssättet för 9 vridanordningen 10 och styrkopplingen 12 vara helt tydligt förü 449 511 16 klarat. Man bör emellertid observera, att från punkterna D till E i åtdragningsförloppet motståndsdelen 27 även vrides i den motsatta riktningen, när huvudet 18 vrides i denna rikt- ning, så att signalen från potentiometern 2H ändras. När åt- dragningsmoment åter tillföres vid punkten E, är potentiometer- signalen lika med noll, som är utmärkande för fästelementets vinkelvridning och som lagras i omvandlaren H0. Vid punkten D minskar den momentana momentsignalen från töjningsgivaranord- ningen 22 till en nivå under signalen, som är utmärkande för mo- mentet vid smygpunkten A och som tillför komparatorn 32 från potentiometern BU. Komparatorn 32 avger följaktligen ej någon signal till omvandlaren HO, så att denna hålles återställd och dess lagrade signal minskar till noll. Vid punkten E i åtdrag- níngsförloppet behandlas därför den nya signalen från potentio- metern 2U som om åtdragningsförloppet just påbörjats enligt be- skrivningen ovan för att avgöra, när fästelementet vridits över förutbestämda vridningssteg. Dessutom bör observeras, att den- i omvandlaren 68 lagrade signalen, som är utmärkande för det momentana momentet vid det sista förutbestämda vridningssteget, om punkten D uppträder mellan förutbestämda vridningssteg, har lägre nivå än det momentana moment, för vilket fästelementet utsättes vid punkten E, Här kan framhållas, att till följd av verkningssättet hos steget för detektering av tillskottsvinkel denna vinkel mätes från punkten E och ej det sista detekterade vridningstillskottet. För att taga hänsyn till denna skillnad i moment försättes det med förstärkaren H8 samordnade tidsför- dröjningssteget 60 i funktion. Såsom redan framhållits, bríngar detta steg oscillatorn H5 att avge extra utpulser via grinden 56 efter det att förstärkaren H8 detekterar ett vridningstill- ' skott. Dessa extra pulser driver därför grinden 66 och bringar omvandlaren 68 att fortsätta att mottaga signaler från kompara- torn 6Ä, varvid den i omvandlaren 68 lagrade signalen bibringas högre nivå, så att den i det närmaste motsvarar det aktuella momentana momentet, för vilket fästelement utsättes vid punkten E. Medan denna teknik ej är exakt, är den tillräckligt noggrann för att ej ogvnnsamt inverka på anordningens verkningssätt.

Claims (4)

1. 449 311. '17 Patentkrav 1. Styrkoppling (12) i samband med åtdragning av ett förband, innehållande en fästelementenhet, till dess sträckgräns med en åtdragningsanordning (10, 14, 16, 18, 20), vilken styrkoppling innefattar en styranordning som samverkar med åtdragningsanord- ningen och detekterar ett fenomen, som är utmärkande för sträck- gränsen och alstrar en första indikeringssignal, när detta fe- nomen detekteras, k ä n n e t e c k n a d av att styrkopplin- gen är anordnad att kunna användas tillsammans med en sådan åt- dragningsanordning, där åtdragningen sker stegvis genom pålägg- ning av åtdragande vridmoment under perioder åtskilda av tidspe- rioder, då âtdragande vridmoment inte pålägges, att styrkopplin- gen för att kunna användas tillsammans med sådan åtdragningsan- ordning innefattar en kontrollanordning, som samverkar med styr- och åtdragningsanordningarna och fastslår, när fästelementenhe- ten håller på att åtdragas under en sådan period, då åtdragande vridmoment pålägges, och då alstrar en detta utmärkande andra indikeringssignal, samt av organ (88, 90), som reagerar för den första och den andra indikeringssignalen och bildar en styrsig- nal endast då båda indikeringssignalerna uppträder samtidigt.

2. Koppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att kontrollanordningen omfattar organ för att fastställa, att fäst- elementenhetens vinkelvridning ökar i âtdragningsriktningen.

3. Koppling enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att kontrollanordningen dessutom omfattar organ för att fast- ställa, att enheten utsättes för ett förutbestämt minimumvridmo- ment.

4. Koppling enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att kontrollanordningen omfattar organ (92, 94) för att fast- ställa, att det momentana vridmoment, för vilket enheten utsät- tes, utgör åtminstone en förutbestämd bråkdel av maximummomentet, som tillförts intill denna tidpunkt i åtdragningšförloppet. 449 311 18 5. Koppling enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den förutbestämda bråkdelen ligger mellan ca 25% till 75%. 6. Koppling enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att bråkdelen uppgår till ca 66,6%. 7. Koppling enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att kont- rollanordningen omfattar organ (48) för att fastställa, att enhe- ten vrides i åtdragningsriktningen, genom att fastställa att ett förutbestämt vridningstillskott detekterats. 3_ Koppling enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att kont- rollanordningen dessutom omfattar organ (32, 34) för att faststäl- la, att enheten åtdragits in i ett åtdragningsomrâde av moment- -vridningskurvan, som är avsättbar för denna enhet. 9_ Koppling enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att kont- rollanordningen dessutom omfattar organ för att fastställa, att enheten utsättes för ett förutbestämt minimummoment. 10_ Koppling enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t egc ka- n a d av en anordning för mätning av reaktionsmoment (22) på en vridanordning (10), som ingår i åtdragningsanordningen, och alst- ring av en härför utmärkande signal, en vinkelmätanordning för mät- ning av enhetens vridförskjutning och alstring av en härför utmär- kande signal och en detektor för att fastställa, att enheten vri- dits över ett förutbestämt vridningstillskott, och alstra en sig- nal, varje gång enheten vridits på detta sätt. 1{_ Koppling enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att styranordningen omfattar en oscillator (45) för alstring av en pulsserie, varje gång enheten vridits ett tillskottsstycke. 12. Koppling enligt krav 11, k ä n n e t e c k,n a d av att detektorn omfattar ett lagringssteg, som mottager signaler om vridförskjutning, varje gång oscillatorn (45) avger en puls, och avger en utsignal, som är utmärkande för de lagrade signalerna, ett steg för att subtrahera utsignalen från förskjutningssigna- len och avge en signal, som är utmärkande för skillnaden, och 449 311 19 en komparator, som reagerar för skillnadssignalen och faststäl- ler, när denna är lika med en signal, som är utmärkande för det förutbestämda vridningstillskottet, och alstrar en signal för aktivering av oscillatorn (45). 13_ Koppling enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att lagringssteget är en digital-analogomvandlare. 14. Koppling enligt krav 12 eller 13, k ä n n e t e c k n a d av en anordning för att hålla lagringssteget overksamt, när mo- menfsignalens nivå understiger ett bestämt värde. 15. Koppling enligt krav 12, 13 eller 14, k ä n n e t e c k - n a d av att styranordningen dessutom omfattar ett lagringssteg, som mottager momentsignaler, varje gång oscillatorn (45) avger en puls, och avger en utsignal, som är utmärkande för lagrade moment- signaler, och ett steg för att subtrahera utsignalen från moment- signalen och utmata en för skillnaden utmärkande signal. 16. Koppling enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a d av.ett med oscillatorn på sådant sätt samverkande tidsfördröjningssteg (60), att den avger extra pulser efter ett förutbestämt vridnings- tillskott. 17. Koppling enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a d av att styranordningen dessutom omfattar ytterligare ett lagringssteg, som mottager skillnadssignalen, varje gång oscillatorn (45) avger en puls, om denna signal har högre nivå än den tidigare lagrade -signalen, och avger en utsignal, som är utmärkande för den lagra- de skillnadssignalen, och en anordning för att fastställa, när skillnadssignalen utgör en bestämd bråkdel av den lagrade skill- nadssignalen. 18. Koppling enligt krav 11, k ä H n e t e C k n a d av att detektorn omfattar ett första lagringssteg, som mottager vridför- skjutningssignaler, varje gång oscillatorn (45) avger en puls, och avger en första utsignal, som är utmärkande för de lagrade förskjut- ningssignalerna, ett steg för att subtrahera denna utsignal från ' förskjutningssignalen och avge en första signal, som är utmärkande 449 311 -20 för skillnaden, och en första, för den första skillnadssignalen reagerande komparator för att fastställa, när denna är lika med en signal, som är utmärkande för det förutbestämda vridningstill- skottet, och avge en signal för aktivering av oscillatorn (45), och att styranordningen dessutom omfattar ett andra lagringssteg, som mottager momentsignaler, varje gång oscillatorn avger en puls, och avger en andra utsignal, som är utmärkande för lagrade moment- signaler, ett andra steg för att subtrahera den andra utsignalen från momentsignalen och avge en andra, för skillnaden utmärkande signal, ett tredje lagringssteg, som mottager andra skillnadssig- naler, varje gång oscillatorn (45) avger en puls, om denna andra signal har högre nivå än signalen, som tidigare lagrats i det tred- je steget, och avger en tredje utsignal, som är utmärkande för de lagrade andra skillnadssignalerna, och en anordning för att fast- ställa, när den tredje utsignalen utgör en bestämd bråkdel av den andra utsignalen. 19. Koppling enligt något av kraven 10-18, k ä n n e t e C k ~ n a d av att vridanordningen (10) utsätter fästelementenheten för moment och vrider densamma och att styr- och kontrollanordnin- garna samverkar med vridanordningen. 20. Koppling enligt krav 19, k ä n n e t e c k n a d av att vridanordningen (10) tillför åtdragningskraft i form av vridmoment i steg, som är inbördes åtskilda av tidsperioder, då åtdragnings- kraft saknas, och att kontrollanordningen avger den andra indiker- ringssignalen under tillförsel av ett tillskott i åtdragningskraft. 21. Koppling enligt krav 19 eller 20, k ä n n e t e C k n a d av att vridanordningen (10) omfattar ett drivhuvud, inrättat att vridas och åtdraga fästelementenheten, och en med detta huvud sam- ordnad potentiometer (24) för alstring av en för detsammasvridning _ utmärkande signal, varvid potentiometern omfattar en motstånds- dei (27) och en glidarm (25), varav den ena komponenten är vrid- bar tillsammans med huvudet och den andra är samordnad med fästor- gan för att fästa den andra komponenten vid ett fast referensele- ment och förhindra densammas vridning. 22- Koppling enligt krav 21, k_ä n n e t e c k n a d av att v.>_ 449 311 21 fäSt°f9anên består av en böjlig, av den andra komponenten uppbu- ren del och en klämma (28) för att fasthålla denna del vid re- ferenselementet. 23- Koppling enligt krav 22, k ä n n e t e C k n a a av att den böjliga delen är en kabel (26). 24. Koppling enligt krav 22 eller 23, k ä n n e t e C k n a d av att klämman är en magnet. 25. Koppling enligt krav 1 i samband med âtdragning av ett förband, innehållande en fästelementsats med en åtdragningsanordning inne- hållande ett drivhuvud, inrättat att vridas och åtdraga ett fäst- element, k ä n n e.t e c k n a d av en med huvudet samordnad vinkelindikator för alstring av en för detsammas vridning utmärkan- de signal, varvid indikatorn omfattar en första vid huvudet fäst del för vridning tillsammans med detta och en andra i förhållande till den första i huvudsak stationär del och signalen alstras i beroende av de båda delarnas relativvridning. 26. Koppling enligt krav 25, k ä n n e t e c k n a d av att den andra delen (33) har jämförelsevis högt tröghetsmoment och är för- sedd med spår (39) med bestämda mellanrum och är inrättad att be- röra den första delen med jämförelsevis liten friktion mellan de- larna och att den första delen samverkar med en optisk givare (37) för detektering av spårens passage. 27. Koppling enligt krav 25 eller 26, k ä n n e t e C k n a d av att den för vridning utmärkande signalen'är digital. 28. Koppling enligt krav 25, 26 eller 27, k ä n n e t e C k - n a d av att indikatorn omfattar en potentiometer med en motstånds- del (27) och en glidarm (25), varav den ena komponenten är vrid- bar tillsammans med vridhuvudet och den andra är samordnad med fästorgan för att fasthålla den andra komponenten vid ett fast re- ferenselement och förhindra densammas vridning. 29. Koppling enligt krav 28, k ä H H 9 t 9 C k Û a d av att fästorganen består av en böjlig Och av den anåffl k°mP°flßnfi¿fl UPP' 449 311 22 buren del och en klämma (28) för att fasthålla denna del vid re- ferenselementet. 30_ Koppling enligt krav 29, k ä n n e t e c k n a d av att den böjliga delen är en kabel (26). ' 31. Koppling enligt krav 29 eller 3U, k ä n n e t e c k n a d av att klämman är en magnet.