SE532128C2 - Mutterdragare med en kraftöverförande växel och rotationsavkännande organ, samt metod för fastställande växelns status - Google Patents

Description

saa 128 beroende av de sekventiella kuggingreppen. Detta resulterar i en icke-linjär momenttillväxt i skruvförbandet under àtdragning.

Det är alltså ett problem förknippat med mutterdragare försedda med momentgivare placerade ”uppströms” Om reduktionsväxeln vad avser osäkerheten i den momentana storleken hos det verkligt överförda momentet via den utgående axeln. Detta beror huvudsakligen på variatiOnGI i den utgående hastigheten från växeln vilka orsakas inte bara av kuggingreppen som nämnts ovan utan även av skadade komponenter i reduktionsväxeln.

En annan källa för momentavkänningsfel är en viss elastisk torsionsdeformation hos transmissionskomponenterna och den utgående axeln vilket inverkar pà rotationsvinkeln liksom på den registrerad dynamiken, livslängden och det installerade momentet.

Ett sätt att tillförsäkra en acceptabel noggrannhet på det avgivna momentet är att hålla reda på krafttransmissionsväxelns status och att möjliggöra beslut när växeln är mekaniskt nersliten till en sådan nivå att översyn och reparation av verktyget är nödvändig. En nersliten växel förorsakar en försämrad avgiven effekt h0S verktyget, vilket innebär att verktygets avgivna moment kanske inte längre är vad det ursprungligen var inßtällï för. Detta innebär att skruvförband åtdragna med en sådan mutterdragare kanske inte blir förspända till en acceptabel nivå.

Vid mutterdragare med en elektrisk motor driven och styrd av en elektronisk styrenhet finns organ för övervakning både av det avgivna momentet och motorns rotationsparametrar. Vid elektriska motorarrangemang av denna typ är emellertid varken den utgående axelns vinkelrörelse eller det effektiva reduktionsförhållandet korrekt bestämt, ty mekaniskt slitage eller andra felaktigheter hos växeln påverkar rotationsrörelsen som överförs från motorn till den utgående axeln. Ett ytterligare problem vid elektriska mutterdragare av ovan nämnd typ hänför sig till en viss elastisk eftergivlighet hos krafttransmissionen under momentbelastning, vilket innebär att den utgående axeln kommer ur fas med den elektriska motorn så att vinkelläget hos skruvförbandet vid avstängning inte motsvarar motorns vinkelläge. Det uppstår alltså en vinkelförskjutning mellan den utgående axeln och motorn.

Huvudsyftet med uppfinningen är att skapa en mutterdragare med en motor anordnad att avge moment till en utgående axel via en växel och som innefattar organ för indikering av den utgående axelns rotationsrörelse för att därigenom avslöja långt gånget slitage eller annan skada på växeln som orsakar oacceptabla avvikelser hos det avgivna momentet och även att detektera storleken på den elastiska eftergivligheten hos krafttransmissionen för att därigenom bestämma vinkelförskjutningen hos den utgående axeln i förhållande till motorn.

Ytterligare ändamål och fördelar hos uppfinningen framgår av den följande beskrivningen och patentkraven.

En föredragen utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan i detalj med hänvisning till bifogade ritning. 532 '228 Ritningsförteckning Fig. 1 visar ett frontparti av en mutterdragare enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar i större skala ett längdsnitt genom den utgående axeln hos mutterdragaren i Fig. 1 och illustrerar ett rotationsavkännande organ.

Fig. 3 visar ett diagram som illustrerar den normala reguljära variationen i rotationsrörelsen hos vinkelväxelns utgående axel.

Fig. 4 visar ett diagram som illustrerar den normala reguljära variationen i rotationsrörelsen hos vinkelväxelns utgående axel med en kuggförslitning överlagrad därpå.

Mutterdragarens framparti som visas i Fig. 1 innefattar ett hus 10 som är anslutbart till en icke visad bakre sektion hos mutterdragaren som innehåller en rotationsmotor och kraftmatningsorgan anslutna till motorn. Detta främre husparti 10 innefattar ett vinkelhuvud 11 med en utgående axel 12 lagrad i ett främre kullager 13 och ett bakre nållager 14. Den utgående axeln 12 är utformad med ett ändparti 15 för uppbärande av en mutterhylsa för anslutning till ett skruvförband för åtdragning. Det främre kullagret 13 har en av sina kulbanor utformad direkt på den utgående axeln 12, medan den andra lagerbanan är utformad på en ändförslutning 17 som är igängad i den främre änden av vinkelhuvudet 11. Den utgående axeln 12 är förbunden med motorn via en vinkelväxel 18 och en mellanaxel 19, varvid vinkelväxeln 18 omfattar ett pinjongdrev 20 på mellanaxeln 19 och ett kronhjul 21 på den utgående axeln 12.

Mellanaxeln 19 är lagrad i ett bakre justerbart lager 22 och ett främre nållager 23 och är vid sin bakre ände försedd med en kopplingshylsa 24 för anslutning till motorn. 532 128 I vinkelhuvudet ll finns anordnat en rotationsavkännande anordning i form av en sensor 26 av Hall-elementtyp vilken är fastmonterad i vinkelhuvudet ll och en aktiverare 27 anordnad på den utgående axeln 12. Aktiveraren 27 är med fördel utformad som ett tunt plastband 29 monterat runt kronhjulet 21 och magnetiserat i tvärgående ekvidistant placerade band. Dessa magnetiska band är mycket smala för uppnàende av en hög upplösning och åstadkommer en pulserande aktivering av sensorn 26. Den senare är ansluten till en icke visad elektronisk styr- och utvärderingsenhet placerad vid den bakre änden av mutterdragaren, varvid sensorn 26 avger elektriska pulser till denna enhet i motsvarighet till att de magnetiska banden 29 passerar sensorn vid rotation av den utgående axeln 12.

Som ett alternativ till magnetiska band och Hall- elementsensor för indikering av den utgående axelns 12 rotationsrörelse kan den utgående axeln 12 även vara försedd med en runt omkretsen placerad rad av tänder för aktivering av en induktiv sensor placerad i vinkelhuvudet.

Andra typer av rotationsavkännande anordningar kan alternativt användas.

Under mutterdragarens arbete övervakar den elektroniska styr- och utvärderingsenheten den momentana rotationsrörelsen vilken baseras på tåget av signalpulser från den rotationsavkännande sensorn. Reguljära variationer i rotationsrörelsen illustreras av den sinusformade moment/vinkel kurvan (T/o) i Fig. 3. Uppkommet långtgående slitage av vinkelväxeln, vilket normalt innebär försämrat ingrepp mellan växelkuggarna, illustreras som överlagrade oregelbundenheter på den sinusformade kurvan. Detta illustreras i Fig. 4. Alla typer av oregelbundenheter i rotationsrörelsen hos den utgående axeln förorsakar större eller mindre variationer i det avgivna momentet, och genom att hålla uppsikt på dessa oregelbundenheter är det också möjligt att få en sann bild av det moment som verkligen levereras till skruvförbandet under àtdragninq. Detta är viktigt eftersom de momentgivarna hos de flesta mutterdragare är placerade uppströms om reduktions- /vinkelväxeln för undvikande av för klumpiga vinkelhuvuden, vilket innebär att det moment som indikeras med denna typ av momentgivare inte avslöjar några oregelbundenheter hos det på skruvförbandet pàlagda momentet. Genom en mutterdragare försedd med en rotationsavkännande och ~indikerande anordning enligt uppfinningen har det gjorts möjligt att avslöja oregelbundenheter i det avgivna momentet och att därigenom tillförsäkra att det önskade momentet verkligen pàföres det åtdragna skruvförbandet.

Claims (6)

532 138 Patentkrav.

1. Mutterdragare innefattande ett hus (10,11), en rotationsmotor, en utgående axel (12) anordnad att uppbära ett verktyg för ingrepp med ett skruvförband, och en kraftöverförande växel (18) för anslutning av motorn till den utgående axeln (12), J<ä11n anordning (26,27) är tillordnade den utgående axeln (12) för generering av signaler indikerande den momentana rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12), varvid en utvärderingsenhet är ansluten till den rotationsavkännande anordningen (26,27) för fastställande av den kraftöverförande växelns (18) status genom detektering och analys av oregelbundenheter i rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12).

2. . Mutterdragare enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den rotationsavkännande anordningen (26,27) innefattar ett aktiveringsorgan (27) anbragt på den utgående axeln (12), samt en stationär sensor (26) monterad i huset (10,11), varvid nämnda aktiveringsorgan (27) är anordnat att avge ekvidistanta pulser till nämnda sensor (26) motsvarande rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12), och att nämnda sensor (26) är anordnad att generera elektriska signaler motsvarande nämnda pulser.

3. . Mutterdragare enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att växeln (18) innefattar en vinkelväxel med ett kronhjul (21) anbragt på den utgående axeln (12), varvid aktiveringsorganet (27) är anbragt på kronhjulet (21).

4. Mutterdragare enligt något av kraven 1-3, kêàn11e'te<:kr1a elektrisk motor, och en elektronisk kraftförsörjnings- och styrenhet innefattar organ anslutna till motorn och E33 128 anordnade att fastställa motorns avgivna moment och rotationsrörelse, varvid nämnda utvärderingsenhet innefattas i nämnda kraftförsörjnings- och styrenhet och är anordnad att jämföra rotationsrörelsen hos motorn med den indikerade rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12) för detektering av vinkeleftersläpningen hos den utgående axeln (12) i förhållande till motorn liksom oönskade oregelbundenheter i rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12).

5. Metod för fastställande av statusen hos en kraftöverförande växel (18) hos en mutterdragare uppvisande en rotationsmotor och där växeln (18) är anordnad att via en utgående axel (12) förbinda rotationsmotorn med ett skruvförband ingripande verktyg, innefattande följande steg 0 indikering av den momentana rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12), och 0 analys av den indikerade momentana rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12) för detektering av oönskade oregelbundenheter i rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12).

6. Metod enligt kravet 5, këánr1et:e<:kr1a indikeringen av den momentana rotationsrörelsen hos den utgående axeln (12) utförs via pulssignaler ekvidistant genererade vid rotation den utgående axeln (12).