SE535870C2 - Metod för åtdragning av skruvförband med ett handhållet kraftverktyg - Google Patents

Abstract

. En metod för åtdragning av skruvförband upp till enförutbestämd målmomentnivà (TT) medelst ett handhålletkraftverktyg, varvid ett åtdragningsmoment appliceras påskruvförbandet under en åtdragningsfas (E) innehållande entröskelnivå (TS), indikering av enmomenttillväxtkarakteristisk storhet (Atl), avbrytande avmomentappliceringen på skruvförbandet vid uppnående avmålmomentnivån (TT) för förhindrande av ytterligarerotation av skruvförbandet, och återupptagning avmomentapplikation via en nedstyrningsramp (F) med en vissavtagandegrad efter det att målmomentnivån (TT) uppnåtts,varvid avtagandegraden hos den återupptagnamomentapplikationen är relaterad till den indikerademomenttillväxtkarakteristiska storheten (At1) varigenomuppnås en ergonomiskt fördelaktigreaktionsmomentkarakteristik i verktyget.

Description

25 30 35 40 535 870 skruvförbandet i en successivt avtagande grad efter det att målmomentnivån har uppnåtts och rotationsrörelsen hos skruvförbandet har upphört för att därigenom successivt reducera det reaktionsmoment som skall motverkas av operatören och möjliggöra för operatören att motverka reaktionsmomentet på ett bekvämare sätt. Den beskrivna metoden föreslår emellertid att momentets avtagandegrad ställs in på en fördelaktig nivå som är lämplig för en viss typ av skruvförband med en viss momenttillväxtkarakteristik och ett verktyg med vissa egenskaper.

Ett problem som föreligger vid den ovan beskrivna och tidigare kända metoden är att avtagandegraden för momentet efter det att màlmomentnivàn uppnåtts måste ställas in pà ett visst värde för att anpassa reaktionsmomentets karakteristik till momenttillväxten hos det aktuella skruvförbandet och till egenskaperna hos det verktyg som används under åtdragningen. Det är alltså nödvändigt att anpassa momentets avtagandegrad till operatörens förmåga att hantera det reaktionsmoment som uppstår i verktyget.

Då verktyget används på skruvförband med olika grad av momenttillväxt måste momentets avtagandegrad ställas in individuellt för att motsvara momenttillväxten hos det skruvförband som just skall åtdragas och till operatörens krav på en bekväm hantering av reaktionsmomentet. Detta är en tidsödande operation eftersom varje ny inställning av avtagandegraden för momentet måste testas på det aktuella skruvförbandet för att kontrollera huruvida den är godtagbar för operatören eller inte.

Ur ergonomisk synvinkel är det viktigt att avtagandegraden eller tidsintervallet för nedstyrningen av det pålagda momentet efter det att màlmomentnivàn uppnåtts är proportionellt mot den aktuella momenttillväxten eller varaktigheten för åtdragningsförloppet mellan tröskelnivàn och målmomentnivân. Om varaktigheten hos det avtagande momentet efter màlmomentnivån uppnåtts är mycket kort i jämförelse med varaktigheten hos àtdragningen blir det ingen ergonomisk effekt alls, och operatören skulle fortfarande uppleva ett plötsligt upphörande av det pålagda momentet och ett besvärande ryck i verktyget. Vid åtdragning av mycket stumma skruvförband föreligger en mycket kort varaktighet hos åtdragningssekvensen mellan 10 15 20 25 30 35 40 535 870 tröskelnivån och målmomentnivån, vilket innebär att det inte kommer att bli något behov över huvud taget av en nedstyrningsramp efter uppnàende av målmomentnivån.

Anledning till detta är att den mycket korta varaktigheten hos reaktionsmomentet som uppstår i verktyget under åtdragning kommer att absorberas av verktygets masströghetsmoment, och operatören kommer därför inte bli exponerad för något reaktionsmoment alls. Operatören är också för långsam i sitt muskeluppbyggande för att kunna reagera på så snabba förändringar i reaktionsmomentet.

Om varaktigheten hos momentneddragningen efter det att målmomentnivån uppnåtts är för lång i förhållande till varaktigheten av åtdragningssekvensen kommer det inte att uppstå några obekväma ryck i verktyget vid avstängning, ty operatören får då gott om tid att anpassa sin muskulära motkraft till det avtagande reaktionsmomentet. Istället skulle hela àtdragningsförloppet bli onödigt förlängt och åtdragninqsförloppet skulle upplevas som långsamt och tidsödande och därigenom skapa mental stress hos operatören.

Det är ett ändamål med uppfinningen att skapa en förbättrad åtdragningsmetod för skruvförband där avtagandegraden hos det pålagda momentet efter det at målmomentnivån uppnåtts anpassas till den momenttillväxtkarakteristik hos det individuella skruvförbandet som indikeras under det aktuella åtdragningsförloppet innan målmomentnivån uppnås så att en komfortabel reaktionsmomentkarakteristik med låg muskelbelastning för operatören erhålles då ett verktyg med en känd arbetskarakteristik används på skruvförband med olika momenttillväxt.

Det är ytterligare ett ändamål med uppfinningen att skapa en förbättrad metod för åtdragning av skruvförband där avtagandegraden av det pålagda momentet efter det att målmomentnivån uppnåtts anpassas till det indikerade tidsintervallet mellan en punkt motsvarande ett tröskelvärde och en punkt motsvarande målmomentnivån under det aktuella åtdragningsförloppet för att därigenom åstadkomma en bekväm reaktionsmomentkarakteristik med en låg muskulär belastning för operatören vid användning av ett verktyg med en känd arbetskarakteristik på skruvförband med olika momenttillväxt. 10 15 20 25 30 35 535 870 Ytterligare ändamål och fördelar med uppfinningen framgår av den följande beskrivningen och patentkraven.

En föredragen utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan i ytterligare detalj med hänvisning till bifogade ritning.

Ritningsförteckning: Fig. l visar diagram som illustrerar moment-tidförhållandet under àtdragningsförlopp vid skruvförband med olika momenttillväxtkarakteristik.

Fig. 2 visar ett diagram som illustrerar ett åtdragningsförlopp utfört i enlighet med uppfinningen.

De tre diagrammen i Fig. l illustrerar på ett förenklat sätt det installerade momentet över tid i tre olika skruvförband A, B och C vid användning av ett och samma handhållna åtdragningsverktyg, dvs. ett verktyg som uppvisar känd funktionskarakteristika såsom varvtal, etc. De tre skruvförbanden A, B och C uppvisar olika momenttillväxtkarakteristik, med den brantaste momenttillväxten hos skruvförband A, en medelhög momenttillväxt hos skruvförband B och en relativt låg momenttillväxt hos skruvförband C. Skruvförbandet A är alltså det stummaste förbandet och C det vekaste. Varje kurva i diagrammet innehåller en i huvudsak linjär momentuppbyggnadsfas EA, EB och EC vilka sträcker sig från en icke illustrerad tröskelnivå där respektive skruvförband har satt sig och upp till en förutbestämd målmomentnivå TT.

Då målmomentnivån TT uppnåtts avbryts kraftförsörjningen till verktyget för att därigenom avbryta rotationen hos skruvförbandet och förhindra ytterligare momentökning i skruvförbandet. effekt För att undvika ett mycket plötsligt upphörande av reaktionsmomentet i verktyget och att mildra kravet på en tröttande muskulär motkraft från operatören återupptas kraftförsörjningen vid en punkt TR under ett mycket kort tidsintervall efter det att màlmomentnivån uppnåtts. Såsom illustreras genom kurvorna i Fig. 1 appliceras det återupptagna momentet Fkf utmed en ramp med en avtagande grad från en startnivå TR , och beroende på den varierande momenttillväxten hos skruvförbanden kommer den avtagande graden hos det återupptagna momentet Fra att appliceras 10 15 20 25 30 35 40 535 870 under olika långa tidsintervall pà skruvförbanden A-C. Den momentnivå TR från vilken det återupptagna momentet appliceras är väsentligt lägre än målmomentnivån TT för att säkerställa att ingen ytterligare rörelse uppstår i skruvförbandet. Såsom illustreras i diagrammen är skruvförbandet A ett stumt förband vilket innebär att màlmomentnivån TT uppnås under ett relativt kort tidsintervall Atm , under det att momentuppbyggnaden i skruvförbandet B sker under ett längre tidsintervall Atlg, och momentuppbyggnaden i skruvförbandet C àstadkoms under ett ännu längre tidsintervall Atm.

Det är viktigt för den reaktionskraftmildrande effekten hos rampen för den återupptagna momentapplikationen att tidsintervallet Atzkfi under vilket det återupptagna momentet verkar har ett visst förhållande till tidsintervallet Atlkf för momentuppbyggnaden. Tiden för momenttillväxten eller momentuppbyggnaden beror både på hârdhetsgraden hos det aktuella förbandet och hastigheten hos momentapplikationen, dvs. varvtalet hos verktyget. Vid användning av ett och samma verktyg för åtdragning av ett antal skruvförband är det emellertid den individuella hårdheten hos skruvförbanden som är avgörande för momentuppbyggnadstiden Atlkß och så även för den momentnedstyrningsgrad som skall användas. Den använda momentnedstyrningsgraden skall motsvara ett visst tidsintervall Atskc som är relaterat till tiden Atlkfi för skruvförbandets åtdragningsfas E.

Såsom illustreras med kurvorna i Fig. l är tidsintervallet At2A kort för applicering av ett avtagande moment FA efter åtdragningsfasen vid skruvförbandet A vilket också tidsintervallet At1A för åtdragningsfasen EA hos detta skruvförband upp till målmomentnivån TT är. Tidsintervallet Atzß för det efter det applicerade momentet FB på skruvförbandet B är relaterat till tidsintervallet Atm för åtdragningsfasen EB hos skruvförbandet B. Tidsintervallet Atm för det efter åtdragningsfasen pålagda momentet Fcpà förbandet C är sålunda relativt långt och motsvarar tidsintervallet Atm för åtdragningsfasen EC hos skruvförbandet C. Så, ju längre åtdragningsfasen Ekf är desto längre skall det återupptagna nedstyrda momentet E14 vara. 10 15 20 25 30 35 40 535 870 I Fig. 2 illustreras lite mer detaljerat en momentapplikationskurva för ett skruvförband där åtdragningsförloppet startar vid en låg reaktionsnivà D hos skruvförbandet tills ett tröskelvärde TS uppnåtts. Den aktuella åtdragnings- eller förspänningsfasen E hos skruvförbandet vidtar från och med tröskelnivàn TS och pågår linjärt upp till en önskad målmomentnivå TT. Denna åtdragningsfas E har en varaktighet Atl. Vid målmomentnivàn TTstängs kraftförsörjningen till verktyget av för att stoppa rotationen hos skruvförbandet. I praktiken stängs verktyget av strax innan målmomentnivån TTuppnàs för att därigenom undvika ett tröghetsmomentrelaterat momentöverskott. Detta illustreras dock inte i den förenklade Fig.2.

Efter ett mycket kort tidsintervall, vilket inte illustreras i Fig. 2, återupptas momentapplikationen på skruvförbandet i en avtagande grad för att bilda en mjukstoppramp F. Den fortsatta momentapplikationen på skruvförbandet påbörjas vid en nivå TR väl understigande målmomentnivån Tfför att säkerställa att ingen ytterligare rotation hos skruvförbandet sker. Denna mjukstoppramp F uppvisar en avtagandegrad som valts så att nollnivån nås efter ett tidsintervall At; räknat från den punkt där màlmomentnivàn Tfuppnåtts.

Ur ergonomisk synvinkel är det viktigt att varaktigheten At; hos mjukstopprampen F väljs så att den matchar varaktigheten hos åtdragningsfasen E hos varje skruvförband. En korrekt vald varaktighet Atzhos mjukstopprampen F gör det möjligt för verktygsoperatören att anpassa sin muskulära beredskap och kraft för att motverka reaktionsmomentet i verktyget på ett bekvämt sätt, dvs. utan tröttsamma ryck.

För att finna en optimal varaktighet Atz hos mjukstopprampen hos ett skruvförband av valfri typ bestäms momenttillväxten per tidsenhet hos skruvförbandet.

Förutsättningen för detta är att det använda verktygets funktionskarakteristika är kända, såsom varvtal och uteffekt. Momenttillväxtkarakteristiken hos det aktuella skruvförbandet bestäms genom indikering av förhållandet mellan momentet vid tröskelnivån TS och vid màlmomentnivån TT, samt tidsintervallet Atl för åtdragningsfasen E. 10 15 20 25 30 35 40 535 870 Därefter väljs en lämplig varaktighet Atz hos nedstyrningsrampen F. Nedstyrningsrampens F avtagandegrad motsvarar förhållandet mellan momentförändringen från återupptagningsnivån TR till noll och tidsintervallet Atz.

Vad som är en lämplig varaktighet Atz hos nedstyrningsrampen F bestäms av empiriska resultat av en testprocedur genomförd före átdragningsoperationen, varvid verktygsoperatörer har genomfört átdragningar på ett antal skruvförband med olika momenttillväxt men med användning av samma verktyg. Den lämpliga varaktigheten Atg hos nedstyrningsrampen är intimt förknippad med verktygets funktionskarakteristika, eftersom momenttillväxten per tidsenhet beror på arbetsvarvtalet hos verktyget. Det förhållande mellan varaktigheten At; hos nedstyrningsrampen F och varaktigheten Atl hos åtdragningsfasen E som av operatören upplevs som den mest komfortabla välj för användning vid produktionsdragning av skruvförband.

Ett alternativt sätt att fastställa den aktuella momenttillväxten eller varaktigheten Atl hos åtdragningsfasen är att indikera skillnaden mellan två fritt valda tidpunkter ta och tb under åtdragningsfasen.

Skillnaden mellan de momentvärden Ta och Tb som indikeras mellan de två tidpunkterna ta och tb är ett mått på momenttillväxten under åtdragningsfasen E.

Ett sätt att beräkna en lämplig avtagandegrad hos den applicerade momentrampen F efter uppnåendet av målmomentnivån TT hos det aktuella skruvförbandet är att integrera skillnaden i moment per tidsenhet och därigenom möjliggöra en energibaserad jämförelse mellan åtdragningsfasen E och mjukstopprampen F. Ett viss empiriskt fastställt förhållande mellan energiinnehållen hos åtdragningsfasen E och momentnedstyrningsrampen F används för att åstadkomma en lämplig och mindre tröttsam muskulär motreaktion mot verktygets reaktionsmoment hos operatören.

Metoden enligt uppfinningen innebär ett sätt att bestämma en lämplig och bekväm reaktionsmomentkarakteristik genom automatisk anpassning av momentnedstyrningsgraden hos det efter den uppnådda målmomentnivàn återapplicerade momentet på det under âtdragning varande skruvförbandet, oavsett 535 870 momenttillväxtkarakteristiken hos det aktuella skruvförbandet. Detta innebär att avtagandegraden hos den återupptagna momentapplikationen bestäms under åtdragningsfasen genom indikering av momenttillväxten hos det aktuella skruvförbandet, vilket innebär att någon förinställning av avtagandegraden inte behövs.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 535 870 Patentkrav.

1. Metod för åtdragning av ett skruvförband upp till en förutbestämd målmomentnivå (TT) medelst ett handhållet momentavgivande kraftverktyg, k ä n n e t e c k n a d av följande steg: 4 0 applicering av ett àtdragningsmoment på skruvförbandet via en låg tröskelnivå (TS), 0 indikering av minst en momenttillväxtkarakteristisk storhet (AtT) under átdragningsfasen (E) mellan tröskelnivân (TS) och màlmomentnivån (TT), 0 avbrytande av åtdragningsmomentet på skruvförbandet vid uppnàende av målmomentnivàn (TT) för att förhindra ytterligare rotation av skruvförbandet, och 0 återupptagning av momentapplikationen på skruvförbandet via en nedstyrningsramp (F) med en viss avtagandegrad efter det att målmomentnivân (Tfl uppnåtts, varvid den återupptagna momentapplikationen har en avtagandegrad som motsvarar nämnda momenttillväxtkarakteristiska storhet (At1) som indikerats under átdragningsfasen innan målmomentnivån (TT) uppnåtts för att därigenom åstadkomma en ergonomiskt fördelaktig reaktionsmomentkarakteristik hos verktyget.

2. Metod enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda minst en momenttillväxtkarakteristiska storhet (Atl) innefattar den tid som förlöpt mellan en punkt motsvarande tröskelnivàn (TS) och en punkt motsvarande målmomentnivån (TT), varvid avtagandegraden hos den applicerade nedstyrningsrampen (F) motsvarar ett tidsintervall som är relaterat till nämnda tid (Atfl förlöpt mellan punkten motsvarande tröskelnivàn (Tfl punkten motsvarande málmomentnivàn (Tfl. som och

3. Metod enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda minst en momenttillväxtkarakteristiska storhet innefattar tiden som förlöper mellan två eller fler punkter (ta och tb) utvalda mellan den punkt motsvarande tröskelnivàn (TS) och den punkt motsvarande màlmomentnivàn (TT), varvid den förlöpta tiden (tb-ta) integreras med 535 870 10 motsvarande momentskillnad (Tb-Ta) mellan nämnda antal punkter för att åstadkomma en energibaserad referens för anpassning av avtagandegraden hos det applicerade nedstyrda momentet.

4. Metod enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den nämnda applicerade nedstyrningsrampen (F) startas genom påförande av en verktygseffekt mer än 10% lägre än den maximala effekten använd under átdragningsfasen (E).