SE458181B - Saett och anordning foer att styra aatdragning av ett gaengfoerband med intermittenta vridningsstoetar - Google Patents

Description

458 181 att bestämma antingen det exakta förutbestämda slutliga vrid- momentet, den exakta storleken av ytterligare vridning el- ler storleken av det konstanta vinkelmomentet hos varje slag.

Det är välkänt, att âtdragning till ett förutbestämt för- belastningstillstånd såsom sträckgränsen är en funktion av flera variabler, bland vilka man återfinner förbandsstyvhet, fästelementstyvhet, ytfriktion mellan inbördes ingripande gän- gor och formen av dessa gängor. Om det är önskvärt att åt- draga en enhet till sträckgränsen medelst någon av de anord- ningar, som beskrives i ovannämnda patentskrifter, kan där- för denna punkt ej alltid bestämmas noggrant, eftersom till- stånden hos varje förbindningsenhet och förband kan variera och eventuellt ej är kända i förväg.

Denna situation kan leda till ojämn âtdragning från förband till förband vid samma konstruktion, vilket i sin tur kan resultera i att en eller flera förbindningsenheter loss- nar i synnerhet vid förekomst av vibrationer, och att för ti- dig utmattning uppkommer.

Vid en på senare tid föreslagen styrenhet uppnås sträckgränsen för en förbindningsenhet medelst en åtdragnings- anordning, som periodiskt utsätter förbindningsenheten för åtdragningsmoment såsom ett slagverktyg. Sträckgränsen upp- nås, när en momentan toppmomentsignal ej ökas med mera än ett förutbestämt belopp över en lagrad tidigare toppmoment- signal. Denna styrenhet arbetar tillfredsställande i vissa fall, men en förbättring erhålles med sättet enligt uppfin- ningen, vilket erhållit de i patentkravet 1 angivna känne- tecknen. Ytterligare särdrag hos uppfinningen och en anordning för att utföra sättet anges i de övriga kraven.

Uppfinningen är främst avsedd för ett slagverktyg med en inbyggd, adaptiv styrenhet för noggrann âtdragning av en förbindningsenhet till ett förutbestämt förbelastningstill- stånd genom användning av uppmätta karakteristikor för för- bindningsenheten och förbandet, som åtdrages¿_Vidare skall styrenheten möjliggöra noggrann åtdragning till ett förutbe- stämt förbelastningstillstånd med minimal förkännedom om förbindningsenhetens och förbandets egenskaper. Härvid be- 458 181 stämmer styrenheten sträckgränsen eller något liknande ut- märkande åtdragningstillstând genom mätning av ett värde, som är utmärkande för förbindningsenhetens vridvinkel i framriktning, varvid en beräknad funktion användes av denna vridvinkel för bestämning av sträckgränsen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i exempelform med ledning av åtföljande ritning, där' fig. l visar ett slagverktyg enligt uppfinningen, var- vid denna vy är delvis bortskuren för att visa hela styren- heten, fig. 2 en vy av bakdelen av verktyget enligt fig. 1 med det bakre locket avlägsnat, fig. 3 det i fig. 1 visade verktyget sett uppifrån, fig. 4a - 4d partiella tvärsnittsvyer av den i fig. l och 2 visade utlösningsventilenheten, fig. 5 ett blockschema för styrenheten för det i fig. l visade verktyget, fig. 6a ett schema för det i fig. 5 visade steget för avkänning av framátvridning, fig. 6b en frontvy av kodaren med avkännare enligt fig. 1, 2 och 6a för att åskådliggöra upplösningen hos av- känningssteget, ^ fig. 6c signaler, som alstras av det i fig. 6a visade steget, fig. 7 ett blockschema för i fig. 5 visade block för beräkning av tid/vinkel och digital filtrering, fig. 7a ett schema för de i fig. 7 visade blocken för inhibering av N pulser efter âterställning och inställning av korda-längd, fig. 7b signaler, som alstras av de i fig. 7 visade blocken, och fig. vc schemat för ae: i fig. 7 visade blccket för tidsstyrning, . _ fig. 8 en kurva över tid/framvridvinkel som funktion av vinkel och fig. 9 en kurva över uppskattat vridmoment som funk- tion av vinkel. 458 181 Innan anordningen och styrenheten enligt uppfinningen beskrives, kommer verkningssättet för slagverktyg att be- skrivas kortfattat. Samtliga slagverktyg arbetar genom fri- göring av periodiskt så småningom alstrad rörelseenergi i form av en serie vridmomentstötimpulser, som överföras till en förbindningsenhet, som t.ex. kan omfatta en bult och/el- ler mutter. Till följd härav kan avsevärda slagkrafter ut- vecklas vid obetydligt reaktivt moment. Pneumatiskt drivna slagverktyg är mest vanliga i jämförelse med elektriskt el- ler hydrauliskt drivna verktyg och_omfattar en luftmotor av skoveltyp och en hammar-städmekanism. När motorn uppnår till- räckligt varvtal, slår en vid motoraxeln fäst hammare med stor tröghet mot ett städ på verktygets drivaxel. Energin i stöten förbrukas till följd av oelasticitet och friktion vid kollisionen, lagras såsom momentenergi i slagmekanismen, drivaxeln och kopplingen till fästelementet och överföres till fästelementet och omvandlas till åtdragningsarbete.

Hammaren frigöres sedan från städet och motorn accelererar under ett helt omloppsvarv, innan den åstadkommer nästa stöt. Medan flertalet slagverktyg åstadkommer en stöt per omloppsvarv, finnes vissa, som kan åstadkomma flera en än _ stöt per omloppsvarv hos motorn. Ovanstående gäller för kon- ventionella pneumatiskt drivna slagverktyg.

I motsats till ett kontinuerligt arbetande kraftvrid- system, vid vilket det påförda momentet kan mätas medelst en med töjningsgivare försedd givare, föreligger ej något bekvämt sätt att direkt mäta det moment, som påföres av ett slagverktyg. Det är följaktligen svårt att vid dessa verktyg noggrant styra åtdragning. Till följd av diskontinuiteten hos slagverktygsdynamiken, som förhindrar kontinuerlig para- metermätning, har styrning av åtdragning medelst slagverktyg främst varit baserad på begränsning av den energi, som över- föres till fästelementet, i stället för mätning av slagpara- metrar för uppskattning av påfört moment. Man har funnit, att en fördelaktig parameter för användning såsom ett uppskattat värde av moment vid ett slagverktyq. är baserat på mätning av förbindningsenhetens vridvinkel i framriktning. Följande 458 181 tre antaganden göres vid avledning av det uppskattade mo- mentvärdet: konstant energi överföres av slagmekanismen, d.v.s. motorn uppnår fullt varvtal vid en tidpunkt, innan slag äger rum, vridtöjningsenergin i axlarna och kopplingar- na är liten och tiden mellan slag är i det närmaste konstant.

Därför omvandlas den energi E, som överföres till städet vid varje slag, till arbete, som utföres för vridning av bulthuvudet över en vinkel A Dä gäller att E=TA<#' eftersom E antages vara konstant, gäller att T~ i/Adp vilket innebär, att medelmomentet, för vilket bulten utsät- tes under ett slag, är omvänt proportionellt mot den vinkel, över vilken bulten vrides. Mätning av bultens vridvinkel per slag är möjlig men svår i praktiken till följd av svå- righeten att framställa kodare med hög upplösning, som er- fordras för detektering av jämförelsevis små värden av Zlçh d.v.s. 2 - 30 vid slutåtdragningsmoment, och svårigheten att fastställa, när ett slag uppträtt. Vid ytterligare förkla- ring av den senare omständigheten kan det vara svårt att särskilja mellan verkliga vridningar, som härrör från slag, och synbara vridningar till följd av obetydliga rörelser hos det handmanövrerade slagverktyget under åtdragning. Efter- som tiden mellan slag antages vara konstant, kommer det på- förda medelvridmomentet även att vara omvänt proportionellt mot åtdragningsmedelhastigheten. Detta kan uttryckas såsom fl medelvridmøment ÅJ eller medelvridmoment.nf tid vridvinkel 458 181 Genom mätning av tid över ett fast vinkelmellanrum elimine- ras behovet av kodare med högfupplösning och kravet på att fastställa, när ett slag skett. I I fig. 1, 2, 3, 4a, 4b, 4c och 4d visas en särskilt lämplig utföringsform av ett slagverktyg enligt uppfinning- en. Verktyget 10 kan vara varje konventionellt, pneumatiskt drivet slagverktyg, inrättat att mottaga tryckluft från en ej visad yttre källa för att i följd bringa en hammar- enhet 12 att slå mot ett städ 14. Städet är vridbart infäst medelst ett lager 18 inuti den främre delen av ett hölje 16.

Städet 14 omfattar i sin främre ände 20 t.ex. ett fyrkant- drev för fastsättning vid ett ej visat drivstycke eller nå- got vridande element med lämplig form för drivning av en ej visad förbindninsenhet. Hammarenheten 12, som är fäst vid och drives av rotorn 22 på en konventionell luftmotor, om- ger och är i beröring med delar av städet 14 för att perio- diskt stöta mot detsamma och vrida städat och driva för- bindningsenheten. Verktyget 10 omfattar även en konventio- nell utlösningsmekanism 24, som vid nedtryckning möjliggör, att luft från den ej visade yttre källan tillföres verktvget vid ett med motorn förbundet inlopp 26, så att den med ham- marenheten 12 förbundna rotorn 22 vrider städet 14.

En i två riktningar arbetande stegkodare 28 för mät- ning av förbindningsenhetens vinkelvridning är monterad på en axel 30 inuti verktyget, som är fäst vid städet 14 för vridning tillsammans med detta. En till kodaren hörande ski- va har lågt tröghetsmoment och eliminerar därmed problem att fästa kodaren vid axeln för att motstå de höga stötbelast- ningarna vid slag. Skivan med lågt tröghetsmoment eliminerar även fel vid mätning av vinkelvridning till följd av för- vridning av axeln, på vilken den är monterad, under kraftiga accelerationer, som uppträder under drift. Eftersom städet 14 driver den vridande del, som åtdrager förbindningsenheten, vrides kodaren 28 i huvudsak tillsammans med förbindnings- enheten, när denna âtdrages vid ett förband. Mellan slag av hammaren 12 mot städet 14 rekylerar det härmed förbundna städet och kodaren, vilket emellertid förbindningsenheten ej 458 181 -gör till följd av toleranser i förbindningen mellan den dri- vande delen och förbindningsenheten. Det roterande mätsyste- met bör därför har förmåga att detektera och bortse från varje rekyl hos kodaren 28. Kodaren 28 omfattar en serie skovlar eller tänder 32 längs sin ytterperiferi, i förelig- gande fall l8 tänder, som med sina mittlinjer är åtskilda 200. Ett par lysdioder 34, varav endast den ena är synlig i fig. l, är monterade på ett kort 36, som är fäst vid verk- tygshöljet omedelbart mittför ett par fototransistorer 38, som är monterade på ett kort 40, som är förbundet med kortet 26 medelst ett par elektriskt ledande distanselement 42.

Dioderna 34 och motsvarande fototransistorer eller avkännare 38 är anordnade på ett vinkelavstând av 450, så att en vin- kelupplösning av 5° uppnås. I föreliggande fall âstadkommes 72 räknetillstånd för varje omloppsvarv hos kodaren.

Elektroniken för verktygets styrenhet är helt in- byggd inuti verktygshöljet i dess bakre del. Styrenheten drives medelst ett batteri 44, som är åtkomligt genom av- lägsnande av en huv 46. Batteriet uppbäres vid varje ände medelst ett par styva fjädrar 48, så att god elektrisk kon- takt upprätthålles även vid de kraftiga vibrationer, som uppkommer till följd av verktygets slagverkan. Ett par an- slutningsdon 50 överför ström från batteriet 44 till korten 36 och 40, som innehåller organen för vinkelmätning; lik- som till återstoden av elektroniken. Elektroniken är fäst vid tre kort 52, som är stadigt sammanfästa och monterade på verktygets baksida och är åtkomliga genom avlägsnande av ett lock 54 och är isolerade från stötar och vibrationer medelst ett stötabsorberande material 56. Återstoden av styr- enheten består av en utlösningsventilenhet 58, vars magnet- spole tillföres ström direkt från batteriet 44.

Vid sidan av utlösaren 24 är en permanentmagnet 60 monterad och på insidan av höljet för handtaget 62 är en tungströmställare 64 anordnad. Vid nedtryckning av utlösaren 24 bringas strömställaren 64 att sluta medelst magneten för tillförsel av ström till styrenheten, såsom kommer att be- skrivas närmare nedan. 458 181 Sex indikatorer i form av lysdioder, som bildar. en grupp 66 för synlig återgivning, är monterade ovanpå verk- tygshöljet och mottaga även sin ström från batteriet 44.

Dessa indikatorer är färgkodade och anger för operatören verktygets åtdragningstillstând och vissa feltillstånd. En orangefärgad indikator anger, att anordningen är verksam, och inkopplas i det närmaste omedelbart efter nedtryckning av utlösaren 24. En grön indikator anger, att âtdragningen av förbandet är slutförd enligt vissa på förhand valda spe- cifikationer, medan en röd indikator anger, att sträckgrän- sen detekterats. En röd indikator anger, att ett maximalt på förhand valt vinkelvärde efter uppnâende av en viss åt- dragningspunkt överskridits utan detektering av någon sträck- gräns. En röd indikator anger, att verktyget ej har tillräck- lig kraft att bringa bulten till sträckgränsen, d.v.s. bul- ten har antingen upphört att vrida sig eller vrides alltför långsamt för att styrenheten skall verka. Slutligen anger en röd indikator, att batteriet behöver uppladdas, om batte- rispänningen är låg, när utlösaren nedtryckes.

I fig. 4a, 4b, 4c och 4d visas ventilenheten 58. Den- na ventilenhet måste ha förmåga att avstänga luftströmmen från luftkällan till verktygets motor mycket snabbt, när styrenheten alstrar en signal för att ange, att âtdragning är slutförd, och måste även kräva minimal energi för sin drift. Enheten 58 omfattar en elektriskt manövrerad magnet- ventil 300, en luftventil 302 och en utlösningsarm 304, som är förspänd medelst en returfjäder 306, som anligger mot en kolv 308 i luftventilen för att hälla ventilen i öppet tillstånd. En fjäder 310 inuti luftventilens hölje 312 för- spänner kolven till ett normalt öppet läge. Armen 304 pâ- verkas av en kolv 3l4 i magnetventilen.

Före manövrering av verktyget ingriper enligt fig. 4b armen 304 i en urtagning 316 på kolven 308, varvid kolven hålles i öppet läge under inverkan av kraften hos fjädern 310. Kolven 308 omfattar även ett förstorat huvudparti 317 vid sin andra ände. När utlösningsmekanismen 24 nedtryckes, " 458 18] strömmar luft från inloppet 26 genom ett utlopp 318 på luft- ventilen 302 till luftmotorn för manövrering av verktyget.

Såsom tydligast framgår av fig. 4c, förorsakar trycket, som utövas av den genom ventilen 302 strömmande luften, en uppåt- riktad kraft mot ytan på huvudet 317, så att kolven 308 för- flyttas uppåt mot fjäderns 310 och armens 304 verkan. Detta lufttryck är avsett att ge upphov till större kraft på kolven i riktning uppåt än den nedåtriktade kraft, som ut- övas fjädern 3l0. När styrenheten alstrar en elektrisk sig- nal, som anger att åtdragning är slutförd, t.ex. vid sträck- gränsen för förbindningsenheten, som âtdrages, påverkar den- na signal magnetventilen 300 och bringar kolven 314 att vri- da armen 304 från sitt ingrepp med kolven 308. Detta sker mycket snabbt och så snart magnetventilen pulsdrives för att påverka densamma, kan den elektriska signalen avlägsnas, så att ytterligare strömförbrukning med hänsyn till batte- riet elimineras. Eftersom utlösningsmekanismen 24 fortfa- rande hålles nedtryckt av operatören, så att luft strömmar in i ventilen 302, övervinner det av luften utövade trycket kraften hos fjädern 310 och tvingar kolven 308 uppåt mot ventilkroppen 312, så att luftströmmen genom luftventilen till luftmotorn spärras enligt fig. 4d. Här kan framhållas, att ett skillnadstryck föreligger över luftventilen från in- loppet till utloppet till följd av luftström, så att venti- len har möjlighet att stänga snabbt. Vid denna tidpunkt upp- täcker operatören, att åtdragning slutförts, och frigör me- kanismen 24 för att avskära ytterligare luftströmning. Kol- ven 308 tvingas därefter nedåt till ett öppet läge medelst fjädern 310, medan returfjädern 306 vrider armen 304 till- baka till ingrepp med urtagningen 316 och håller anordning- en öppen och klar för nästa åtdragningsförlopp, såsom visas i fig. 41:.

I fig. 5 visas styrenheten för styrning av åtdrag- ning av en förbindningsenhet medelst verktyget 10. Enligt ovan är hela styrenheten inbyggd inuti höljet för verktyget men visas såsom separata block i fig. 5 utanför verkty- get för tydlighetens skull. Signaler * från fototransisto- 458 181 rerna 38 matas med en inbördes fasförskjutning av 90° till _ ett avkänningssteg 66 för avkänning av vridning i framrikt- ning, såsom kommer att förklaras närmare med ledning av fig. 6a, 6b och 6c. Steget 66 alstrar vinkelpulser, som är utmärkande för stegvis vinkelförskjutning i framriktning av den utgående axeln 20 eller vridningsvinkeln för förbind- ningsenheten. Dessa stegpulser tillföres ett steg 68 för beräkning av tid per vridvinkel i framriktning och ett steg 70 för detektering av sträckgränsen för förbindningsenheten.

Steget 68 visas närmare i fig. 7 och kommer att beskrivas med ledning av densamma. Utsignalerna från steget 68 kan an- vändas för att alstra en kurva av i fig. 8 visad art och befinnes innehålla brusnivå till följd av avbrott i åtdrag- ningsproceduren och är generellt otillfredsställande för an- vändning utan ytterligare behandling. Följaktligen filtre- ras dessa signaler inom vinkelomrâdet i ett digitalt filter 72 för alstring av den i fig. 9 visade jämnare kurvan. In- formationen från denna kurva utnyttjas av detektorsteget 70 enligt beskrivningen nedan. Sedan steget 70 detekterat sträckgränsen, matas en signal tillbaka till ventilenheten 58 för att avbryta lufttillförseln till luftmotorn och stop- F pa âtdragning, såsom beskrivits tidigare med ledning av fig. 4a - 4d.

Fig. 6a visar detaljerat avkänningssteget 66. Såsom tidigare angivits, har detta steg till uppgift att alstra pulser, som är utmärkande för steg av vridningsvinkel i framriktning hos fästelementet under åtdragning. Referens för vinkelmätningarna är själva handverktyget. Vinkelvrid- ning av verktyget medelst operatören under åtdragning är generellt avsevärt mindre än kodarens upplösning eller den erforderliga noggrannheten för styrenhetens verksamhet.

Vridningsvinkeln för verktygets drivaxel är utmärkande för fästelementets vridvinkel enbart under varaktigheten av slaget. Vid samtliga övriga tidpunkter är vinkelmätningen med hänsyn till drivaxeln utsatt för fel till följd av re- kyl och glapp i kopplingarna mellan drivaxeln och förbind- ningsenheten efter ett slag. Den maximala vinkelförskjut- 458 181 ll ningen av drivaxeln i framriktning representerar därför den erforderliga vridvinkeln i framriktning för förbindningsen- heten.

I fig. 6a, 6b och 6c visas avkodaren 28 jämte avkän- narna 38A och 38B med det verkliga avståndet mellan de se- nare. Denna anordning med en upplösning av -Q/4 eller SO alstrar de i fig. 6c visade signalerna A och B för kodarens räuing antingen framåt eller bakåt. Signalerna från avkän- narna 38A och 38B matas via jordade motstånd 74 och 76 till ett par Schmitt-vippsteg 78 och 80, som alstrar signa- ler C och D med tydligt definierade övergångar med ledning av signalerna A och B. Två låssteg 82 och 84 av D-typ mot- tager och lagrar temporärt signalerna från vippstegen 78 och 80 och avger utsignaler till den ena ingången pâ var sin av EXKLUSIVE-ELLER-grindar 86 och 88. Den andra ingången på grinden 86 är förbunden med vippsteget 80 och den andra ingången på grinden 88 med vippsteget 78. Utsignalerna från grindarna 86 och 88 tillföres inverterare 90 och 92 och den ena ingången på NOR-grindar 96 och 94, vars andra ingångar är förbundna med inverterarna 90 och 92. De i låsstegen 82 och 84 lagrade signalerna jämföres sålunda med de inkommande signalerna C och D till stegen 84 och 82, så att signalerna E eller F från grindarna 94 och 96 ändras från en logisk 0 till en logisk l för varje steg i fram- eller backriktningen.

Dessa signalnivåändringar användes sedan för att styra lås- stegen 82 och 84 på sådant sätt, att de sedan lagrar de aktuella signalnivåerna från vippstegen 78 och 80 och är klara för nästa signaländring från kodaren. När låsstegen 82 och 84 styres, ändras signalnivån för E eller F tillbaka till en logisk O. Signalernas E och F pulslängd bestämmas av fördröjningen vid styrning av låsstegen och styres genom matning av utsignalerna från grindarna 94 och 96 till in- gångarna på en ELLER-grind 98, vars utsignal tillföres lås- stegen 82 och 84 via en jordad motstånd-kondensatorkrets 100, som åstadkommer tillämplig tidskonstant.

En reversibel räknare 102 lagrar signaler, som hänför sig till maximal vinkelförskjutning i framriktning. Signaler i 458 181 12 E med hänsyn till framriktning_tillföres uppräkningsin- gången på räknaren 102 via en NAND-grind 104, som mottager ytterligare en insignal från en inverterare 106. Signaler F, som hänför sig till backriktning, tillföres nedräkningsin- gången på räknaren 102 via en inverterare 108. Under ett slag matas vinkelpulserna E till utgången G på steget 66 via en NAND-grind 110, som mottager ytterligare en insignal från en OCH-grind 112 med fyra ingångar. De fyra insigna- lerna till grinden 112 utgöres av de binära utsignalerna från räknaren 102. Dess utsignaler'är samtliga l-signaler och vinkelpulserna med hänsyn till framriktning till räkna- ren spärras, när pulser, som representerar drivaxelns vrid- ning i omkastad riktning, alstras mellan slag till följd av rekyl och dödgång i verktyget. Dessa pulser F subtraheras från ett i räknaren 102 på förhand inställt räknetillstând, så att en eller flera av utsignalerna till grinden 112 då blir 0-signaler, vilket medför, att utsignalen blir en 0- signal, som matas från grinden ll2 till grinden 110. Grinden 110 kan ej avge några ytterligare pulser E, förrän pulserna F är räknade i räknaren 102. Vid nästa slag inmatas pulserna E återigen till uppräkningsingângen på räknaren 102 och blir utsignalerna från räknaren åter l-signaler, när back- riktningspulserna är förbrukade, så att grinden ll2 kan ut- mata en signal med hög nivå till grinden 110 och invertera- ren 106. Grinden 110 möjliggör då, att signaler E kan över- föras till utgången G på steget 66, medan inverteraren 106 _ inhiberar inmatningen av signaler E via grinden 104 till räknaren 102. På detta sätt lagrar räknaren kodarens 28 vinkelläge för varje vridning i den motsatta riktningen och spärrar samtliga pulser, som hänför sig till vridvinkel i framriktning, tills kodaren återgått till detta läge.

Med ledning av fig. 7 kommer nu kopplingen för beräk- ning av tid för varje vridvinkel i framriktning att förkla- ras. Vid varje signal med hänsyn till vinkelsteg från steget 66 beräknas tiden, som erfordras för bulten att vridas de tidigare n vinkelstegen, där n är förinstâlld korda längd, 458 181 13 som t.ex. fyra steg av 50 per steg eller 200. Tiden mätes medelst en räknare 114, som drives medelst en symetrisk multivibrator 116. Räknaren 114 kan t.ex. bestå av tre räk- nare för var sina ' 4 bitar för att möjliggöra ~ l2-bit- upplösning, medan multivibratorn 116 är en rektangelvâggene- rator av konventionell typ. Denna tid lagras för varje vin- kelsteg i ett minne 117 med direkt access, som t.ex. kan bestå av tre minnen för 16 x 4 bitar för uppnående av 12- bít-upplösning. Den tid, som erfordras för bulten att vrida sig ett värde av n steg (lika med den på förhand valda korda- längden), beräknas genom utläsning från minnet 117 av tids- värdet, som lagrats n vinkelsteg tidigare, och genom subtrak- tion av detta tidsvärde från det just i ett subtraktionssteg 118 lagrade värdet. Värdet av utsignalen från steget 118 är den tid-vinkelsignal, som visas i fig. 8 och som om så öns- kas skulle kunna avsättas för förbandet, som åtdrages. Min- net 117 adresseras medelst utsignalerna från två adress- räknare 120 och 122 med tre tillstånd, som t.ex. arbetar med 4 bitar. Utsignalen från läsadressräknaren 122 är lika med utsignalen från skrivadressräknaren minus korda-längden, som förinställes medelst strömställare i binära storheter såsom ett speciellt antal vinkelsteg. Under normal drift klockpulsstyres båda dessa adressräknare, varvid deras adress framstegas med 1 för varje vinkelsteg. Räknarna 120 och 122 förinställes från början genom nollställning av de- samma, varefter de första N klockpulserna till räknaren 122 inhiberas medelst en koppling 124, som beskrives närmare ne- dan med ledning av fig. 7a.

Enligt fig. 7a omfattar kopplingen 124 en förinställ- bar räknare 128 av i handeln tillgänglig typ och ett antal logiska grindar för att spärra antalet klockpulser till räk- naren l22, som förinställes medelst nämnda strömställare i steget 126 efter återställning. Talet i räknaren 122 blir därför lika med talet i räknaren 120 minus den förinställda korda-längden. Räknaren 128 mottager en âterställningssig- nal från âterställningsledningen och ett antal insignaler, 458 181 14 avseende förinställd korda-längd, från strömställarna 127 i steget 126. Utsignalen från räknaren 128 tillföres en NOR- grind 130 med fyra ingångar, vars utsignal tillföres en in- vertare 132 och den ena ingången på en ELLER-grind 134. Den andra insignalen till grinden 134 matas från utgången pâ en inverterare 136, som mottager klockpulser från ett tids- styrningssteg 138. Utsignalerna från inverterarna 132 och 136 tillföres en NOR-grind 140, vars utsignal klockstyr räknaren 122 på tidigare beskrivet sätt. Korda-längden in- ställes i l-signalkomplement medelst strömställarna 127 (inverterade logiska signaler), varvid pulser överföres till räknaren 128 och spärras till räknaren 122, tills räknarens 128 utsignal når värdet 0000.

Beräkningen av tid/vinkel, som börjar med en vinkel- puls från steget 66, har enligt fig. 7a och 7b följande förlopp. a) Multivibratorn 116 spärras medelst signalen B från steget 138, så att tidsvärdet ej kan ändras under be- räkningen. 4 b) Minnet 117 bringas till skrivtillstånd medelst signalen D från steget 138, vilken signal även aktiverar ' skrivadressräknaren 120. c) Det för tillfället aktuella tidsvärdet tillföres det lagringsställe i minnet 117, som adresseras av râknaren 120 medelst signalen E från steget 138. d) Minnet 117 bringas till lästillstånd medelst sig- nalen D från steget 138, varvid skrivadresseringen avakti- veras och läsadresseringen aktiveras genom aktivering av ut- signalen från läsadressräknaren 122 medelst signalen C, var- vid minnet ll7 aktiveras för läsning medelst signalen E. e) Vid denna tidpunkt är skillnaden mellan den ak- tuella tiden och den tid, som lagras N vinkelsteg tidigare, giltig vid utgången på subtraktionssteget 118._Denna tid/- vinkelsignal lagras sedan genom klockpulsstyrning av ett datalåssteg 142, som är förbundet med utgången på subtrak- tionssteget 118, medelst signalen F från steget 138. Lås- steget 142 användes för lagring av binära data och består 458 181 t.ex. av tre låssteg för 4 bitar för 12-bit-upplösning. f) Därefter aktiveras multivibratorn 116 genom att bringa signalen B från steget 138 till hög nivå, varvid räk- narna 120 och 122 framstegas såsom förberedelse för nästa vinkelpuls från steget 66, medan framkanten på signalen B anger, att en ny tid/vinkelsignal nu är giltig vid utgången på lâssteget 142. I Det logiska tidstyrsteget 138 kommer nu att beskrivas närmare med ledning av fig. 7c. Steget 138 alstrar ovan- nämnda tidstyrsignaler B - F för beräkning av tid/vinkel efter en vinkelpuls från steget 66 enligt fig. 7b. Dessa signaler alstras företrädesvis av ett antal monostabila multivibratorer 144, 146, 148, 50, 152, 154 och 156 av kon- ventionell typ. De olika tidskonstanterna, t.ex. 10, 3, llps, för dessa multivibratorer är valda för de önskade tidstyrförloppen och åstadkommas medelst yttre RC-kretsar till önskade värden. Var och en av multivibratorerna är av- sedda att vippstyras medelst bakkanten på en inkommande sig- nal, såsom âskådliggöres genom symbolen ïL_ vid ingången pâ varje multivibrator. Vinkelsignalen A tillföres ingångar pâ multivibratorerna 144, 146 och 148. Utsignalen B alstras av multivibratorn 144, medan båda utsignalerna C och D alstras av multivibratorn 146. Utsignalen C från multivibra- torn 146 tillföres multivibratorerna 152 och 154. Utsignalen från multivibratorn 148 tillföres ingången på multivibra- torn 150, medan utsignalerna från multivibratorerna 150 och 152 tíllföres en NOR-grind 158, som avger signalen E. Ut- signalen från multivibratorn 154 tillföres ingången på mul- tivibratorn 156, som avger signalen F.

Eftersom âtdragningsförloppet är diskontinuerligt, bildar de av steget 68 alstrade tid/vinkelsignalerna en kur- va av i fig. 8 visad art, som uppvisar ett stort antal bruskomponenter. Filtrering och medelvärdebildging erford- ras därför för att kunna använda denna tid/vinke1informa- tion. Dylika procedurer inför oundvikligen fördröjningar i realtidsystem. Filtrering inom tidsdomänen är otillfreds- ställande, eftersom âtdragningshastigheten varierar avse- 458 181 16 värt under àtdragningsförloppet, liksom storleken av er- forderlig filtrering eller glättning av den i fig. 8 visade signalen. Detta problem elimineras genom digital filtrering inom vinkeldomänen. Denna teknik säkerställer ej enbart följdriktig filtrering utan möjliggör även, att filterkon- stanten ej.behöver ändras för olika förband, eftersom åt- dragningsvinkelområdet för flertalet förband ligger mellan 900 och 1800. Konstanten behöver endast ändras för att kom- pensera ändringar i vinkelkodarens upplösning.

Det i fig. 5 visade digitala filtret 72 beskrives nu närmare med ledning av fig. 7. Detta digitala filter, som användes för att filtrera tid-vinkelsignalen från ste- get 68 i och för bildande av en momentberâkningssignal för detektorsteget 70, är ett lågpassfilter av första ordningen av så kallad upprepningstyp, för vilket filterskillnads- ekvationen gäller Yk - aXk + bY k-l där Yk = aktuell filterutsignal Xk = aktuell filterinsignal Yk_l = föregående filterutsígnal Med hänsyn till t.ex. en kodare med upplösningen 50 är konstanterna a och b valda att vara l/4 och 3/4 och är skillnadsekvationen Y U k 1/4 xk + 3/4 yk_l eller Yk Yk-1 + (Xk ' Yk-1) /4 Det genom denna ekvation beskrivna filtret visas i fig. 7.

Signalerna Yk och Yk_l lagras i var sitt datalâssteg 160 och 162, som är uppbyggda på samma sätt som låssteget 142.

Utsignalen Yk_l från låssteget 162 inmatas tillsammans med tid/vinkelsignalen Xk från lâssteget 142 i steget 68 till 458 181 17 ett subtraktionssteg 164, som avger skillnadssignalen (Xk - Yk_l). Division med 4 sker genom förskjutning av de binära dataledningarna 2 bitar ät höger medelst ett block 166. Detta åstadkommas t.ex. genom inkoppling av varje da- taledning från subtraktionssteget 164 i den motsvarande ingângsledning tvâ signifikanta bitar lägre vid additions- steget 168, d.v.s. den utgående binära dataledningen, som representerar decimalvärdet 8 vid steget 164, förbinder med den inkommande binära dataledningen, som representerar decimalvärdet 2 vid steget 168, varvid på motsvarande sätt den mot värdet 4 svarande ledningen vid steget 164 förbindes med den mot värdet 1 svarande ledningen vid steget 168. Ut- signalen Yk_l från steget 162 adderas till utsignalen (Xk - Yk_l)/4 från skiftregistret 166 i additionssteget 168.

Stegen 164 och 168 omfattar företrädesvis tre binära helad- derare för 12-bit-upplösning i likhet med subtraktionsste- get 118. Låsstegen 160 och 162 klockpulsstyres medelst mo- nostabila multivibratorer 170 och 172, som avger de i dig. 7b visade utsignalerna G och H. Multivibratorerna 170 och 172 vippstyres medelst framkanten på signalen B, som repre- senterar den nya tid/vinkelsignalen. Bakkanten på signalen från multivibratorn 172 och bakkanten på utsignalen från multivibratorn 170 anger, att ett nytt vridmoment blivit beräknat efter en vinkelpuls. Utsignalen Yk från lâssteget 160 i filtret 72 motsvarar det beräknade vridmomentet, som tillsammans med stegvinkelpulserna från steget 66 tillföres detektorn 70.

Detektorn 70 är företrädesvis uppbyggd enligt ame- rikanska patentskriften 3 982 419, i synnerhet i fig. 7, och dess verkningssätt beskrives nedan i korthet. Gradienten eller lutningen hos kurvan över beräknat eller uppskattat vridmoment som funktion av vinkeln, som visas i fig. 9, be- stämmes och den karakteristiska lutningen, t.ex. maximum- lutningen, inom åtdragningsområdet av kurvan lagras, varvid detta område t.ex. är den linjära delen. Den momentana gra- dientsignalen jämföres sedan med den lagrade gradientsig- nalen och en styrsignal tillföres ventilenheten 58, som an- ' 458 181 18 ger, att sträckgränsen blivit uppnådd, när den momentana gradientsignalen utgör en förutbestämd bråkdel av den lag- rade gradientsignalen. Ventilenheten spärrar då luftströmmen till luftmotorn, så att åtdragning av förbindningsenheten upphör. .

Efter beskrivning av slagverktyget och styrenheten beskrives nu verktygets verkningssätt. Vid nedtryckning av utlösningsmekanismen 24 sluter tungströmställaren 64 medelst magneten 60, så att den elektroniska styrenheten strömma- tas. En indikator anger omedelbart, att styrenheten är i funktion. Om batteriet har lâg spänning, anger i stället en annan indikator, att batteriet behöver uppladdas. Vid ned- tryckning av utlösningsmekanismen öppnar även den ej visade ventilen för matning av luft från inloppet 26 via luftven- tilen 302 till motorns motor 22, och utlöses âtdragningsför- loppet. När åtdragningen är slutförd, manövrerar en signal från styrenheten ventilenheten 58, som avbryter lufttill- förseln till luftmotorn. Ett antal kontroller utföres av informationerna angående beräknat moment som funktion av vinkeln under åtdragningsförloppet. Om âtdragningen sker enligt specificerade värden, aktiveras en indikator och förblir aktiverad tills systemet avaktiveras genom frigö- ring av mekanismen 24 och strömställarens 64 brytning. Om åtdragningen ej sker enligt gällande värden, anger ett an- tal indikatorer det speciella feltillstândet, omfattande liten vinkel, stor vinkel och låg åtdragningshastighet. Om någon av dessa felindikatorer skulle vara aktiverad, kon- trollerar operatören förbandet, som just håller på att ät- dragas, för att undersöka, om några problem föreligger el- ler om verktyget arbetar på felaktigt sätt.

Claims (16)

458 181 W Patentkrav

1. l. Sätt att âtdraga ett vridbart fästelenent till ett i för- väg bestânt àtdragningstillstand genon att utsätta fåstele- mentet för en serie internittenta vridningsstötar, k ä n - n e t e c k n a t av att en pulsad utsignal (G, fig. Ga) alstras under vridning i atdragningsriktningen under en serie diskreta perioder ned atdragningsvridning. och att en para- neter (fran 160) alstras. vilken är representativ för vrid- nonent. för vilket fästelenentet är utsatt. genon indikering av pulser 1 den pulsade utsignalen representerande vinkelnät- ning i atdragningsriktningen och indikering av tiden under varje period. sant alstring av en styrsignal (från 70). när parametern uppfyller ett i förväg bestânt villkor.

2. Sätt enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a t av att para- metern alstras genom mätning av tid under ett fast antal (N) pulser i den pulsade utsignalen, vilket antal representerar ett fast intervall av atdragningsvinkel för fästelenentet.

3. Sätt enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a t av att lag- ring av tid under varje pulsperiod för åtminstone det fasta antalet (N) pulser sker löpande och att paranetern alstras efter varje puls genol beräkning av tid under det fasta an- talet pulser just före den aktuella pulsen.

4. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k - n a t av att en första signal (xk). son grovt representerar paranetern, alstras, och att denna signal filtreras (72) för att avlägsna obenörigt brus från densanna. för att alstra en andra signal (yk), son utnyttjas för att representera para- letern.

5. Sätt enligt något av föregående krav, k å n n e t e c k ~ n a t av att det förutbestända villkoret för alstring av styrsignal är det värde hos paranetern son representerar 458 181 ZD sträckgränsen eller något likartat utmärkande tillstànd hos fästelenentet.

6. Sätt enligt nagot av föregående krav. k ä n n e t e c k - n a t av att en signal representerande paranetern alstras. vilken signal är utmärkande för den nonentana stigningen hos en kurva (fig. 9) över uppskattat vridlolent i förhållande till vridningsvinkel. och att en närkbar ändring i lutning efter ett åtdragningsonràde på denna kurva f aststâlles genon lagring av en signal. son är utmärkande för kurvans stigning inom dess åtdragningsonrade. och styrsignalen alstras. när den momentana signalen är en förutbeständ bråkdel av den lagrade signalen.

7. Sätt enligt krav 4 och 6. k ä n n e t e c k n a t av att den lagrade signalen är utmärkande för den laxilala stigning- en hos nämnda kurva (fig. 8) alstrad genom användning av den första signalen (xk).

8. Sätt enligt krav 4 och 6, k ä n n e t e c k n a t av att den lagrade signalen är utmärkande för den laxinala stigning- en hos nämnda kurva (fig. 9) alstrad genom användning av den andra, filtrerade. signalen (yk).

9. Anordning för att ätdraga ett vridbart fästelelent till ett i förväg bestämt atdragningstillstând genon att utsätta fästelementet för en serie internittenta vridningsstötar. k ä n n e t e c k n a d av en anordning (28, 30, 34, 38, 66). som alstrar en pulsad utsignal under vridning i âtdrag- ningsriktningen under en serie diskreta perioder ned âtdrag- ningsvridning. en anordning (fig. 7) för att alstra en para- meter. vilken är representativ för det vridnonent, för vilket fästelenentet är utsatt. genon indikering av pulser i den pulsade utsignalen representerande vinkelnätning i atdrag- ningsriktningen och indikering av tiden under varje period. samt en anordning (70) för alstring av en styrsignal, när parametern uppfyller ett i förväg bestämt villkor. 458 181 2.!

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att parameteralstringsanordningen innefattar ett arrangenang (114, 117, 228, 120. 122, 124) för att näta tid under ett fast antal (N) pulser i den pulsade utsignalen. vilket antal representerar ett fast intervall av åtdragningsvinkel för fästelenentet. [

11. ll. Anordning enligt krav 10. k ä n n e t e c k n a d av att ett arrangenang (117) finns för löpande lagring av tid under varje pulsperiod för âtninstone det fasta antalet (N) pulser. och av att ett arrangenang (118, 142, 72) finns för att alstra paranetern efter varje puls genol beräkning av tid under det fasta antalet pulser just före den aktuella pulsen.

12. Anordning enligt krav ll. k ä n n e t e c k n a d av ett filter (72) för mottagning av en signal representerande en grov uppskattning av paranetern och alstring av en härav filtrerad signal.

13. Anordning enligt krav 12. k ä n n e t e c k n a d av att filtret är av digitaltyp.

14. Anordning enligt krav ll. k ä n n e t e c k n a d av att det digitala filtret filtrerar inom vinkelolradet.

15. Anordning enligt krav 12, 13 eller 14, k ä n n e - t e c k n a d av organ (70) för nottagning av den för vrid- vinkel utârkande pulsade signalen (frân 66) och den filtrera- de signalen (fràn 77) och alstring av en styrsignal. när ele- nentet är âtdraget till dess sträckgräns eller något liknande väsentligt tillstànd.

16. Anordning enligt något av krav 9-15. k ä n n e t e c k - n a d av ett slagskruvverktyg (10) för atdragning av fäst- elementet innefattande dels en notor för drivning av en han- mare och ett städ. som är inrättat att roterande träffas av hammaren, dels en vridanordning (30). son sanverkar med städet och är inrättad att driva fästelenentet genon att ut- 458 181 ZZ sätta detsamma för vridnonent. alsttande anordningen är anordn ninšens (30) vridning. och att den pnlsade utsignalen ad att avkänna vridanord-