SE532859C2 - Förfarande och verktyg för provning av ett förband innefattande gängade fästelement - Google Patents

Description

25 30 532 B55 det gängade fästelementet inte tillräckligt ätdraget för att maskinelementen ska vara ordenligt sammanfogade.

Istället föreligger ett visst glapp mellan de styva plàtarna vid platsen för det àtdragna gängade fästelementet, där de inte pressats saman till tät anliggning. Gângade fästelement som är åtdragna på detta sätt utgör ett problem, eftersom de löper större risk att drabbas av utmattningsbrott, till följd av att det gàngade fästelementet får ta upp en fluktuerande last, trots att den klämmande kraften minskats mellan elementen.

För att åtgärda detta problem har det föreslagits att mellanlägg ska läggas mellan metallplåtarna för att överbrygga glappet. Detta är dock en inexakt, opàlitlig och även arbetsintensiv metod.

UPPFINNINGENS SYFTE OCH VIKTIGASTE KÄNNETECKEN Uppfinningens syfte är att erbjuda ett förfarande och en anordning som åtminstone kan begränsa problemen med känd teknik, och erbjuda ett förfarande och ett verktyg som är lätt att använda, även för icke specialutbildade operatörer, och som kan användas för snabb provning av redan åtdragna gängade fästelement med stor noggrannhet.

Dessa syften uppnås enligt uppfinningen med de kännetecken som framgår av de självständiga patentkraven.

Med uppfinningen gär det att entydigt fastställa om ett förband innefattande gângade fästelement har dragits åt korrekt, och om maskinelementen, exempelvis metallplåtar, kläms fast ordentligt mot varandra.

Det gängade fästelementet kan utsättas för ett vridande moment från en motor med en transmission, eller bara genom att verktyget har tillräckligt långt handtag 10 15 20 25 30 533 B59 för att det vridande momentet ska kunna anbringas för hand av operatören. Verktyget innehåller därvid en bearbetningsenhet med kretsar och/eller mjukvara för att mäta den vinkel som fästelementet vrids.

Det vridmoment T som appliceras på det åtdragna gângade fästelementet mäts, och värdet på dess derivata, dT/de, mäts eller beräknas av verktyget under nämnda vridning, varvid det uppmätta vridmomentet T jämförs med ett lagrat värde Tfiæfi, som exempelvis motsvarar en central region i området för elastisk deformation av det àtdragna gàngade fästelementet. Vidare jämförs det uppmätta eller beräknade värdet dT/dö med minst ett lagrat värde K; på dT/dö, som relaterar till och ligger nära (företrädesvis strax under) värdet på derivatan dT/dö i omrâdet för elastisk deformation av det åtdragna gängade fâstelementet. Det àtdragna gängade fästelementet godkänns om det uppmätta eller beräknade värdet pà dT/då är lika med eller större än Kg.

Felaktigt àtdragna gângade fâstelement i maskinelement med spel mellan elementen godkänns därmed inte, eftersom det har konstaterats att dT/de för sådana gängade fästelement ligger påtagligt lägre än det typiska värdet pà dT/då i området för elastisk deformation.

Uppfinningens metod för àtdragning av gängade fästelement kan tillämpas med hjälp av ett specifikt provningsverktyg, exempelvis ett som liknar en vanlig manuell momentnyckel med lång arm, som också har kapacitet att derivera T som funktion av vridningsvinkeln å till dT/dö. Enligt uppfinningen kan provningsmetoden också tillämpas med en modifierad skruvdragare som utrustats för att genomföra provning av gängade fâstelement, och alltså kan ställas om mellan skruvdragning och provning. 10 15 20 25 30 532 855 Fler egenskaper och fördelar uppnås med kännetecken enligt underkraven, och framgår av nedanstående närmare beskrivning.

KORTFATTAD RITNINGSBESKRIVNING Uppfinningen kommer nedan att beskrivas närmare under hänvisning till utföringsformer och bifogade ritningsfigurer, av vilka figurerna la och lb ger olika vyer av ett verktyg för provning av gângade fåstelement enligt uppfinningen; figuren 2 är ett diagram som visar vridmomentet som funktion av vridningsvinkeln för ett gângat fàstelement som ska provas enligt uppfinningen; och figuren 3 är ett förenklat blockschema över förfarandet enligt uppfinningen.

NÅRMARE REDoGöRsLsE FÖR FÖREDRAGNA UTFöRINGsI-*ORMER Verktyget enligt figurerna la och lb har ett drivhuvud 2, innefattande vridorgan. Vrídorganet drivs av en motor och en transmission (ej avbildade) som ingår i huvuddelen av verktyget 1. Alternativt har verktyget 1 ingen motor eller transmission. I så fall drivs verktyget enbart med handkraft.

Kopplat till huvudet 2 sitter en drivhylsa 3 som samverkar med huvudet på det gängade fästelement 4 som ska provas. Verktyget har vidare en handtagsdel 5 och ett handtag 6. Siffran 7 betecknar ett teckenfönster som kan visa uppmätt vridmoment, utförd vridning och andra parametrar enligt nedan. Figuren lb visar att de element 27 och 28 som ska fogas samman är åtskilda av ett visst glapp 29 i närheten av det gängade fâstelementet.

Verktyget har en processorenhet (CPU) samt kretsar och/eller mjukvara för mätning av parametrar, 10 15 20 25 30 ESE 859 bearbetning av uppmätta värden, lagring av viktiga värden på T och K för gängade fästelement och tillämpningar, en eller flera enheter för jämförelse av uppmätta värden med lagrade värden och signalgivare som avger signaler för att indikera resultatet av jämförelsen/erna i jâmförelseenheten/erna. Med siffran 20 betecknas en lampa (som kan vara grön) som indikerar godkännande, och med 21 betecknas en lampa (som kan vara röd) som indikerar underkännande.

Figuren 2 visar vridmomentet (T) som funktion av vridningsvinkeln (ö). För ett normalt gängat fåstelement har kurvan en i stort sett linjär del, som motsvarar att fàstelementet deformeras elastiskt. Detta år välkänt för faokmannen och kommer inte att behandlas närmare här.

Kurvan visar hur ett gängat fästelement vrids tills ett startvärde Tmæn uppnås för det applicerade vridmomentet, varefter det vrids ytterligare en vinkel, Am. Linjen 18 motsvarar ett värde KR på derivatan dT/de som är gräns för godkännande; ovanför denna linje godkänns det gängade fâstelementet, och under denna linje underkänns det gängade fâstelementet. Linjen 8 motsvarar ett godkänt gängat fästelement: dT/då har värdet Ka som är större än Kg. Linjen 8' motsvarar ett underkänt gängat fâstelement: dT/dö har värdet KNL som är mindre än Ks.

Det kan påpekas att för ett gängat fàstelement som följer linjen 8' avspeglar ökningen av vridmomentet i första hand deformation under samtidig förflyttning av maskinelementen som ska fogas samman, och denna deformation är normalt påtagligt mindre än KR.

Enligt uppfinningen används provningsverktyget 1 enligt figurerna la och lb pä det aktuella gängade fästelementet, och dras tills ett startvärde Tflmfi uppnås för vridmomentet, exempelvis 60 Nm för ett gängat 10 15 20 25 30 532 359 fàstelement med en viss dimension, ett värde som ligger ovanför de delar av kurvan som motsvarar lågt och odefinierat vridmoment respektive derivata dT/dö.

Därefter vrids det gàngade fästelementet ytterligare en vinkel Aw, se figuren 2, och det uppmätta eller beräknade värdet pà dT/då jämförs med ett lagrat värde Kg pà dT/ds. Det àtdragna gängade fâstelementet godkänns om det uppmätta eller beräknade värdet på dT/då är lika med eller större än KR. Som ett ytterligare villkor ingår företrädesvis också en kontroll av att vridmomentet T ligger under ett maximalt värde Tmm, som inte bör överskridas för att inte riskera att fästelementet tar skada. Värdet på AG är fastställt och bedöms som tillräckligt för att provningen av det gängade fästelementet ska bli tillförlitlig . värdena KR och Tüæå lagras enkelt i ett minne, som ingår i processorenheten i verktyget 1 enligt figurerna la och lb, och förloppet under provningen kan visas i teckenfönstret 7 som en kurva eller i sifferform. I en enklare variant kan verktyget 1 bara vara försett med indikatorlampor av LED-typ, exempelvis lamporna 20 och 21, som visar grönt eller rött beroende på om ett gängat fâstelement godkänns eller ej.

Figuren 3 visar en händelseföljd enligt uppfinningen: ~ position 10 indikerar att hândelseföljden inleds; ~ position ll indikerar att verktyget startas och att dess drivhylsa appliceras på ett gängat fästelement som ska provas; - position 12 indikerar att verktyget vrids samtidigt som vridmomentet T mäts, under jämförelse med ett lagrat vridmomentvärde Tßæx, som motsvarar ett förinställt startmoment; när vridmomentet uppnått värdet Tüam gär sekvensen vidare i position 13; annars går 10 15 20 25 30 532 B59 sekvensen vidare i position 15, varvid en signal om underkänd avges, varefter händelseföljden avslutas i position 16; - i position 13 vrids det gängade fästelementet ytterligare en förutbestämd vinkel och dT/dt mäts eller «berâknas, varefter värdet pà dT/då jämförs med ett lagrat värde KR; om det uppmätta eller beräknade värdet på dT/dö inte uppnår Ks gär hândelseföljden vidare i position 15, en underkänd signal avges och följden avslutas i position 16. Om det uppmätta eller beräknade ,värdet på dT/då uppnår eller överstiger Ks gär händelseföljden vidare i position 14, en godkänd signal avges och följden avslutas i position 16.

Det uppmätta eller beräknade värdet pä dT/dö kan lätt erhållas som derivatan av vridmomentet som funktion av vridningsvinkeln. Detta tillhör känd teknik för fackmannen.

«I normalfallet väljs Tflan;och Ka utgående från provning av relevanta_gängade fästelement i relevanta tillämpningar. Tm3n,och Kg kan också beräknas utgående från erfarenhet och kända data för liknande gângade fästelement och liknande tillämpningar, Verktyget inbegriper följande funktionella enheter: en anordning för att utsätta det åtdragna gângade fâstelementet för en vridningsrörelse, under inverkan av en motor eller helt enkelt för hand; en anordning för mätning av vridmoment, på välkänt sätt för skruvdragare; ett minne, som företrädesvis utgör en del av eller är kopplat till processorenheten; en första och en andra jämförande enhet som jämför vridmomentvärden respektive värden pà derivatan dT/dö, lämpligen inbyggda i processorenheten; en anordning som härleder derivatan av vridmomentet, dT/dä och vridmomentet T som funktion av 10 15 532 859 vridningsvinkeln Q; en analysanordning som godkänner eller underkänner det àtdragna gängade fästelementet, företrädesvis i form av mjukvara som lämpligen kan ingà i processorenheten.

Uppfinningen kan modifieras inom ramen för bifogade patentkrav. Godkännande och/eller underkànnande av det gàngade fâstelementet kopplas företrädesvis till att verktyget avger en synlig eller hörbar signal, som indikerar resultatet av analysanordningens arbete.

Alternativt kan resultatet helt enkelt visas som siffror eller en kurva i verktygets teckenfönster.

Processorenheten kan placeras utanför själva verktyget och kommunicera med detta via kablar eller trådlöst.

Verktyget kan med fördel förses med ett andra minne, och/eller vara förberett för anslutning till ett centralt system med minne, där data om godkända och underkända gängade fâstelement kan lagras för dokumentationsàndamàl.

Claims (6)

10 15 20 25 30 533 S59 Patentkrav:

1. Förfarande för provning av gângade fâstelement i syfte att kontrollera att ett förband innefattande ett redan àtdraget gängat fâstelement har blivit korrekt àtdraget, kännetecknat av - ett lagrat startvârde för àtdragningsmomentet (Tamm) vâljes, där startvàrdet (Tuna) motsvarar en central region i området för elastisk deformation av det åtdragna gängade fàstelementet. - att det átdragna gängade fästelementet vrids en förutbestämd vinkel (A®) efter det att startvärdet (Tman) uppnåtts; ~ att det vridmoment (T) som appliceras på det àtdragna gángade fâstelementet mäts under nämnda vridningsrörelse; - att derivatan (dT/dö) av vridmomentet, där (®) är vridningsvinkeln, mäts eller beräknas när vridmomentet har nått startvärdet (Tm3fi); ~ att det uppmätta eller beräknade värdet på derivatan (dT/dö) jämförs med ett lagrat värde (Ks) pà derivatan(dT/dö), som sammanhänger med ett värde på derivatan(dT/dö) i området för elastisk deformation av det àtdragna gângade fästelementet; och ~ att det åtdragna gängade fästelementet godkänns om följande villkor uppfylls: - det uppmätta eller beräknade värdet på derivatan(dT/dö) är lika med eller större än (KR).

2. Förfarande enligt krav 1, kånnetecknat av att det- uppmätta eller beräknade värdet på derivatan (dT/dö) jämförs med minst ett lagrat värde (Kg) på derivatan (dT/dö), som ligger strax under värdet på derivatan (dT/dö) 10 15 20 25 30 533 859 10 i området för elastisk deformation av det ätdragna gängade fâstelementet.

3. Förfarande enligt något av föregående krav, kânnetecknat av att godkännande och/eller underkânnande av det gàngade fàstelementet följs av att verktyget avger en synlig eller hörbar signal, som indikerar resultatet av analysanordningens arbete.

4. Verktyg för provning av gângade fästelement i syfte att kontrollera att ett förband innefattande ett redan àtdraget gängat fästelement har blivit korrekt ätdraget, kännetecknat av ~ en första jämförande enhet som jämför ett lagrat startvârde för âtdragningsmomentet (Tmmn), där startvärdet (Tmam) motsvarar en central region i omrâdet för elastisk deformation av det ätdragna gângade fâstelementet, - en anordning som utsätter det ätdragna gängade fàstelementet för rotationsrörelse med en förutbestämd vinkel (Am) efter det att värdet (Tmam) uppnåtts; ~ en anordning som mäter vridmomentet (T); - ett minne; - en anordning för att under nämnda vridningsrörelse mäta eller beräkna derivatan (dT/dê) av vridmomentet, där (Q) är vridningsvinkeln, efter det att vridmomentet (T) har nått startvârdet (Tstart); - en andra jämförande enhet som jämför det uppmätta eller beräknade värdet på derivatan (dT/dö) med ett lagrat värde (Ks) på (dT/dö), som sammanhänger med ett värde på derivatan (dT/dö) i området för elastisk deformation av det àtdragna gängade fästelementet; och 10 15 20 533 359 ll - en analysanordning för att godkänna eller underkänna det átdragna gängade fâstelementet, utgående från om ett visst villkor har uppfyllts; varvid nämnda analysanordning har utformats för att godkänna àtdragningen av det àtdragna gângade fästelementet om följande villkor har uppfyllts: - det uppmätta eller beräknade värdet på derivatan (dT/dä) är lika med eller större än (KR)_

5. Verktyg enligt kravet 4, kånnetecknat av att det inbegrip en indikatoranordning som avger en synlig eller hörbar signal, som indikerar resultatet av analysanordningens godkännande och/eller underkännande av det gângade fàstelementet.

6. Verktyg enligt kravet 4 eller 5, kännetecknat av att det inbegriper en motor och en transmissionsanordning som utsätter det àtdragna gängade fâstelementet för en vridningsrörelse.