DE10163287B4 - Method and device for testing the turn-off behavior of yield-limit-controlled power wrenches - Google Patents

Method and device for testing the turn-off behavior of yield-limit-controlled power wrenches Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Prüfen des Abschaltverhaltens von streckgrenzgesteuerten Kraftschraubern, mit den Schritten:
Koppeln des Abtriebs eines Kraftschraubers mit einer Welle und Betätigen des Kraftschraubers derart, dass dieser die Welle dreht;
Ausüben einer kontinuierlich zunehmenden Bremskraft auf die Welle derart, dass das vom Kraftschrauber zur Überwindung der Bremskraft ausgeübte Drehmoment kontinuierlich zunimmt;
Erfassen des auf die Welle ausgeübten Drehmoments und des Drehwinkels der Welle;
Steuern der Zunahme der Bremskraft derart, dass der Differenzenquotient zwischen der Zunahme des Drehmoments und der Zunahme des Drehwinkels einen vorgebbaren konstanten ersten Wert hat;
Umschalten der Bremskraftsteuerung bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments und/oder Drehwinkels auf einen flacheren Anstieg, bei dem der Differenzenquotient einen vorgebbaren zweiten Wert hat, der kleiner als der erste Wert ist.Method for testing the turn-off behavior of extension limit-controlled power wrenches, comprising the steps:
Coupling the output of a power wrench to a shaft and operating the power wrench to rotate the shaft;
Applying a continuously increasing braking force to the shaft such that the force exerted by the power wrench to overcome the braking force increases continuously;
Detecting the torque applied to the shaft and the rotation angle of the shaft;
Controlling the increase of the braking force such that the difference quotient between the increase of the torque and the increase of the rotation angle has a predetermined constant first value;
Switching the braking force control upon reaching a predetermined torque and / or angle of rotation to a shallower rise, in which the difference quotient has a predetermined second value which is smaller than the first value.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Kraftschraubern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 3.The The invention relates to a method and a device for testing Power wrenches with the features of claim 1 or 3.

Von Kraftschraubern, d.h. Druckluft oder Elektroschraubern, die in Fertigungsbetrieben wie z.B. der Automobilindustrie in großen Stückzahlen und in verschiedenen Größen im Einsatz sind, wird gefordert, daß sie Schraubverbindungen auf ein vorgegebenes, zuverlässig reproduzierbares Anzugsdrehmoment festziehen. Vor dem Einsatz der neuen oder reparierten Kraftschrauber, sowie auch in regelmäßigen Wartungsintervallen muß geprüft werden, inwieweit und mit welcher Genauigkeit bzw. Wiederholbarkeit das Verhalten des Kraftschraubers beim tatsächlichen Anziehen einer Schraubverbindung den Sollwerten entspricht, und ob der Kraftschrauber nachjustiert oder repariert werden muß.From Power wrenches, i. Compressed air or electric screwdrivers used in manufacturing plants such as. the automotive industry in large numbers and in various Sizes in use are required to be Screw connections to a specified, reliably reproducible tightening torque tighten. Before using the new or repaired power screwdriver, as well as in regular maintenance intervals It must be examined to what extent and with what accuracy or repeatability the behavior of the power wrench at the actual Tightening a screw connection corresponds to the nominal values, and whether the power wrench needs to be readjusted or repaired.

Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung gemäß DE 33 05 457 C2 ermögli- chen eine derartige Prüfung von Kraftschraubern. Dabei wird eine an den Schrauber gekoppelte Welle mit gesteuert zunehmender Bremskraft gebremst und dadurch der Widerstand einer realen Schraubverbindung gegen das Festdrehen simuliert, und zwar im elastischen Bereich der Verformung der Schraubverbindung, in welchem die auf die Schraube wirkende Zugkraft (die dem ausgeübten Drehmoment entspricht) proportional ist zur Dehnung der Schraube (die ihrerseits proportional zum Drehwinkel ist). Durch Vorgabe unterschiedlicher Werte des Differenzenquotienten aus Drehmoment und Drehwinkel können unterschiedliche Arten von Schraubfällen simuliert werden, insbesondere Schraubverbindungen unterschiedlicher Härte. Es kann daher geprüft werden, ob der Kraftschrauber harte und weiche Schraubverbindungen, d.h. solche mit kurzem oder langem Schraubweg, zuverlässig auf das gleiche Enddrehmoment festzieht. Damit wird eine realitätsgerechte Prüfung des Schraubers ermöglicht. Für weitere Einzelheiten des bekannten Verfahrens bzw. der bekannten Vorrichtung, die auch für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind, wird auf die gesamte Offenbarung der Druckschrift DE 33 05 457 C2 verwiesen.The known method and the known device according to DE 33 05 457 C2 allow such a test of power wrenches. In this case, a coupled to the screwdriver shaft is braked with controlled increasing braking force and thereby simulated the resistance of a real screw against tightening, in the elastic region of the deformation of the screw in which the force acting on the screw tensile force (corresponding to the applied torque) proportional to the elongation of the screw (which in turn is proportional to the angle of rotation). By specifying different values of the difference quotient of torque and angle of rotation different types of screwdriving can be simulated, in particular screw different hardness. It can therefore be checked whether the power wrench hard and soft screw, ie those with short or long Schraubweg, reliably tightened to the same final torque. This allows a realistic test of the screwdriver. For further details of the known method or the known device, which are also of importance for the present invention, reference is made to the entire disclosure of the document DE 33 05 457 C2 directed.

Neben Kraftschraubern, die einen Schraubvorgang beenden, wenn ein vorgegebenes Anziehdrehmoment erreicht ist, gibt es auch sog. streckgrenzgesteuerte Kraftschrauber. Diese schalten dann ab, wenn die sog. Streckgrenze erreicht ist, d.h. am Ende des elastischen Verformungsbereichs der Schraubverbindung bzw. beim Übergang in den plastischen Verformungsbereich. An diesem Punkt bringt die Schraube ihre höchste Vorspannkraft auf, ohne daß die Bruchgefahr bereits erhöht ist. Eine exakt bis zur Streckgrenze festgezogene Schraube ist für viele Montagefälle optimal festgezogen.Next Power wrenches that end a screwing process when a given Tightening torque is reached, there are also so-called stretch limit controlled Power wrench. These switch off when the so-called yield strength is reached, i. at the end of the elastic deformation range of the screw connection or at the transition in the plastic deformation range. At this point, the Screw her highest Pretension on without the Risk of breakage already increased is. A screw tightened to the yield point is optimal for many assembly cases tightened.

Für die Erzeugung eines das Erreichen der Streckgrenze anzeigenden Abschaltsignals für den Kraftschrauber gibt es verschiedene Möglichkeiten. In der Regel ist der Kraftschrauber mit Mitteln zum Erfassen des Drehmoments und des Drehwinkels und zum Ermitteln der Steigung der Drehmoment-Drehwinkel-Kurve versehen. Diese Kurve hat, wie erwähnt, im elastischen Verformungsbereich eine konstante Steigung, bzw. einen konstanten Quotienten zwischen der Drehmomentzunahme ΔM und der Drehwinkelzunahme Δφ. Am oberen Ende des elastischen Verformungsbereiches zeigt eine deutliche Abnahme des Quotienten ΔM/Δφ den Übergang in den plastischen Bereich, und damit das Erreichen der Streckgrenze an. In der Regel wird das Erreichen der Streckgrenze angenommen, wenn die Steigung ΔM/Δφ auf die Hälfte des Maximalwertes zurückgegangen ist, und in Abhängigkeit davon wird ein Abschaltsignal erzeugt. Dies ist beispielsweise aus DE-2 336 896 A1 bekannt. Aus DE-27 13 099 C2 ist ein streckgrenzgesteuertes Anziehen einer Schraubverbindung bekannt, bei dem ein anstelle des Drehmomentes die Winkelgeschwindigkeit des Schraubers erfaßt wird, so daß ein Drehmomentsensor entbehrlich ist. Dabei wird die Tatsache ausge nützt, daß das vom Kraftschrauber aufgebrachte Drehmoment in einer ungefähr linearen Beziehung zur Winkelgeschwindigkeit des Kraftschraubers steht.For the generation an indication of the reaching of the yield strength stop signal for the power screwdriver There are different possibilities. In The rule is the power wrench with means for detecting the torque and the angle of rotation and for determining the slope of the torque-rotation angle curve Mistake. This curve has, as mentioned, in the elastic deformation area one constant slope, or a constant quotient between the Torque increase ΔM and the angle of rotation increase Δφ. At the top End of the elastic deformation range shows a significant decrease of the quotient ΔM / Δφ the transition in the plastic range, and thus reaching the yield point at. As a rule, the reaching of the yield strength is assumed if the slope ΔM / Δφ on the half the maximum value decreased is, and depending of which a shutdown signal is generated. This is for example off DE-2 336 896 A1. From DE-27 13 099 C2 is a yield limit controlled Tightening a screw known in which one instead of the Torque the angular velocity of the screwdriver is detected so that one Torque sensor is dispensable. The fact is exploited that the fact of the Power screwdriver applied torque in an approximately linear Relation to the angular velocity of the power wrench is.

Aus DE 34 22 522 A1 ist es bekannt, beim streckgrenzgesteuerten Anziehen vom Schraubverbindungen das Abschaltsignal durch Vergleich einer während des Schraubvorgangs ermittelten Spannungs-/Dehnungs-Kennlinie mit einer vorab für einen charakteristischen Schraubvorgang ermittelten Kennlinie zu gewinnen. DE 699 09 560 T2 2004.05.13 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Axiallast in einer über die Streckgrenze hinaus angezogenen Gewindeverbindung.Out DE 34 22 522 A1 It is known to gain the shutdown signal by comparing a determined during the screwing stress / strain curve with a previously determined for a characteristic screwing characteristic at the yield limit controlled tightening of the screw. DE 699 09 560 T2 2004.05.13 describes a method for determining the axial load in a threaded connection tightened beyond the yield point.

Die Erfassung des Punktes, bei dem der Differenzenquotient auf 50% seines maximalen Wertes abgenommen hat, ist nur eine von mehreren Möglichkeiten bzw. Konventionen, um den für das Abschalten des Kraftschraubers maßgeblichen Streckgrenzpunkt zu bestimmen bzw. festzulegen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß im Drehmoment-Drehwinkel-Diagramm eine Gerade gezogen wird, die parallel zum linearen Bereich der gemessenen Drehmoment-Drehwinkel-Kurve verläuft, gegenüber diesem aber um einen Winkelbetrag versetzt ist, der einer Dehnung von 0,2% entspricht. Der Schnittpunkt dieser Geraden mit der Drehmoment-Drehwinkel-Kurve wird als Streckgrenze definiert. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, die Schraubverbindung nach Erreichen des Endes des elastischen Bereiches um einen vorgegebenen Drehwinkel in den überelastischen Bereich hinein weiterzudrehen und den dabei erreichten Punkt als Streckgrenze zu definieren.The detection of the point at which the difference quotient has decreased to 50% of its maximum value is only one of several possibilities or conventions for determining or defining the yield point that is decisive for the shutdown of the power wrench. Another possibility is that in the torque-rotation angle diagram, a straight line is drawn, which runs parallel to the linear region of the measured torque-rotation angle curve, but is offset relative thereto by an angular amount corresponding to an elongation of 0.2% , The intersection of this line with the torque-rotation angle curve is defined as the yield point. A third possibility is the screw connection after reaching the end of the elastic region by a predetermined angle of rotation in the überelas continue to turn table area into it and define the point reached as a yield point.

Kraftschrauber, die gemäß einer dieser bekannten Methoden eine streckgrenzgesteuerte Abschaltung aufweisen, werden in zunehmendem Ausmaß in der Serienmontage eingesetzt. Es steht jedoch bisher kein Verfahren zur zuverlässigen Prüfung der Funktion derartiger streckgrenzgesteuerter Kraftschrauber zur Verfügung. Das aus DE 33 05 457 C2 bekannte Prüfverfahren und Prüfgerät kann nur den linearen Verlauf eines Schraubvorgangs im elastischen Bereich simulieren und ermöglicht deshalb keine Aussage darüber, ob ein streckgrenzgesteuerter Kraftschrauber zuverlässig beim Erreichen der Streckgrenze, die gemäß einer der vorstehend genannten Methoden definiert sein kann, abschaltet.Power wrenches, which according to one of these known methods have a yield limit-controlled shutdown, are used increasingly in series assembly. However, there is no method for reliable testing of the function of such Yen-controlled power wrenches available. The end DE 33 05 457 C2 Known test method and test apparatus can simulate only the linear course of a screwing operation in the elastic range and therefore makes no statement as to whether a Yen-controlled power screwdriver shuts off reliably when reaching the yield strength, which can be defined according to one of the aforementioned methods.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das angegebene Verfahren und die angegebene Vorrichtung zum Prüfen von Kraftschraubern derart weiterzuentwickeln, daß auch die Prüfung des Abschaltverhaltens von streckgrenzgesteuerten Schraubern möglich ist.Of the Invention is based on the object, the specified method and the indicated device for testing power wrenches such to develop that too the exam the Abschaltverhaltens stretch limit controlled screwdrivers is possible.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 und 3 angegeben. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The inventive solution of Task is in the claims 1 and 3 indicated. The dependent ones claims refer to further advantageous features of the method according to the invention or the device according to the invention.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. It shows:

1 in perspektivischer Darstellung die mechanischen Teile einer Vorrichtung zum Prüfen von Kraftschraubern, und in schematisch daran angeschlossenem Blockschaltbild die zugehörigen Auswerte- und Steuereinrichtungen; 1 in a perspective view of the mechanical parts of a device for testing power wrenches, and in schematically connected thereto block diagram, the associated evaluation and control devices;

2 ein typisches Drehmoment-Drehwinkeldiagramm beim Anziehen einer Schraubverbindung; 2 a typical torque-rotation angle diagram when tightening a screw connection;

3 ein Drehmoment-Drehwinkel-Diagramm, wie bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung erzeugt wird. 3 a torque-angle diagram, as is generated when using the method according to the invention of the test device according to the invention.

Gemäß 1 ist in Lagerböcken 3, die auf einer Grundplatte 1 befestigt sind, mittels Führungsstangen 5 ein Montageflansch 7 unverdrehbar längsverschieblich geführt. In einer Öffnung dieses Montageflansches 7 kann der jeweils zu prüfende Kraftschrauber 9 aufgenommen und z.B. mittels eines Spannfutters 11 unverdrehbar festgelegt werden. Die Abtriebswelle 13 des Kraftschraubers 9 wird durch einen Steckschlüsseleinsatz 15 mit einer Welle 17 gekoppelt, die in einem Lagerblock 19 auf der Grundplatte drehbar gelagert ist. Zum Bremsen der Welle 17 mit einer steuer- bzw. regelbaren Bremskraft sind jeweils zwei berührungslos wirkende Bremsen unterschiedlichen Typs vorgesehen, nämlich eine Magnetpulverbremse 21 und eine Elektromagnetbremse 23. Die Drehzahl der Welle 17 kann mit einem Drehzahlgeber 25 gemessen werden. In den Steckschlüsseleinsatz 15 ist ferner ein Meßwertaufnehmer 27 eingefügt und durch eine Lasche 29 mit der Grundplatte 1 drehfest verbunden, mit dem einerseits das momentan vom Kraftschrauber 9 auf die Welle 17 ausgeübte Drehmoment, und andererseits der momentane Drehwinkel des Steckschlüsseleinsatzes 15 und damit der Welle 17 gemessen werden kann.According to 1 is in camp stands 3 on a base plate 1 are fastened by means of guide rods 5 a mounting flange 7 non-rotatably guided longitudinally displaceable. In an opening of this mounting flange 7 may be the force tester to be tested 9 recorded and eg by means of a chuck 11 be set non-rotatably. The output shaft 13 of the power wrench 9 is through a socket wrench 15 with a wave 17 coupled in a storage block 19 is rotatably mounted on the base plate. To brake the shaft 17 with a controllable or controllable braking force two non-contact brakes of different types are each provided, namely a magnetic powder brake 21 and an electromagnetic brake 23 , The speed of the shaft 17 can with a speed sensor 25 be measured. In the socket 15 is also a transducer 27 inserted and through a tab 29 with the base plate 1 rotatably connected, with the one hand, the moment of the power screwdriver 9 on the wave 17 applied torque, and on the other hand, the instantaneous angle of rotation of the socket wrench 15 and thus the wave 17 can be measured.

Die Meßwerte für Drehwinkel, Drehmoment und gegebenenfalls Drehzahl werden, wie schematisch dargestellt, über geeignete Leitungen einem Rechner 31 zugeführt, der sowohl die Datenauswertung vornimmt als auch den Prüfablauf steuert. Falls der zu prüfende Kraftschrauber 9 je nach Fabrikat und Typ einen eigenen Reaktions-Drehmoment-Meßwertaufnehmer und/oder einen Drehwinkelgeber aufweist, können deren gerätintern erfaßte Meßdaten ebenfalls über einen Ausgang 33 dem Rechner 31 zugeführt und dort mit den am Prüfgerät gemessenen Werten verglichen werden. Der Rechner 31 ist mit einem Programmwählgerät 35 verbunden und kombiniert, an welchem z.B. mittels geeigneter Wählschalter, die mit einfach ablesbaren Symbolen versehen sein können, der jeweils zu prüfende Schraubfall, oder auch eine automatisch zu durchlaufende Folge von Schraubfällen, vorgegeben werden kann. Der Rechner 31 beaufschlagt ein Steuergerät 37, welches einerseits über einen Bremsregler 39 die Beaufschlagung einer oder beider Bremsen 21, 23 mit einer kontrolliert ansteigenden Bremskraft bewirkt, und andererseits das Inbetriebsetzen des Kraftschraubers 9 steuert, z.B. über eine Luftdruckschalt- und Steuereinrichtung 41, falls es sich um einen druckluftbetriebenen Kraftschrauber handelt.The measured values for angle of rotation, torque and possibly speed are, as shown schematically, via suitable lines a computer 31 fed, which performs both the data evaluation and controls the test procedure. If the power screwdriver to be tested 9 Depending on the make and type has its own reaction torque transducer and / or a rotary encoder, the device-internally detected measurement data can also have an output 33 the calculator 31 supplied and compared there with the measured values on the tester. The computer 31 is with a program selector 35 connected and combined, on which, for example, by means of suitable selector switch, which can be provided with easy-to-read symbols, each to be tested screw case, or an automatically to be run sequence of screwing can be specified. The computer 31 acts on a control unit 37 , which on the one hand via a brake controller 39 the application of one or both brakes 21 . 23 caused by a controlled increase in braking force, and on the other hand, the commissioning of the power wrench 9 controls, for example via a Luftdruckschalt- and control device 41 if it is a pneumatic powered power screwdriver.

Die vom Rechner erfaßten, verglichenen bzw. errechneten Werte werden einer Anzeigeeinheit 43 zugeführt, wo sie in geeigneter Weise angezeigt, ausgedruckt und/oder auf einem Bildschirm 45 grafisch dargestellt werden können.The values acquired, compared or calculated by the computer become a display unit 43 fed where appropriate, displayed and / or printed on a screen 45 can be graphically displayed.

Das vorstehend beschriebene Gerät dient zur möglichst realitätsgetreuen Simulierung einer vom Kraftschrauber festzuziehenden tatsächlichen Schraubverbindung. In 2 zeigt die Kurve A den typischen Verlauf des beim Festziehen einer Schraubverbindung aufzubringenden Drehmomentes M in Abhängigkeit vom Drehwinkel φ. Die Drehmoment-Drehwinkelkurve A beginnt mit einem flachen Anfangsbereich, der dann nach Durchlaufen des sog. Fügemomentes in einen Bereich mit linearem Anstieg übergeht, der sich durch einen konstanten Wert des Differenzenquotienten ΔM1/Δφ zwischen Drehmomentzunahme und Drehwinkelzunahme auszeichnet, wie für einen beliebigen Punkt P1 angegeben. Dieser Bereich entspricht der Dehnung der Schraube im elastischen Bereich. Am oberen Ende des linearen Bereichs nimmt die Steigung der Kurve, d.h. der Differenzenquotient wieder ab. Dies zeigt den Übergang in den Bereich nichtelastischer Verformung an. Es kann ein Punkt P2 definiert werden, an welchem der Differenzenquotient ΔM2/Δφ die Hälfte des Differenzenquotienten ΔM1/Δφ im linearen Bereich beträgt. Dieser Punkt P2 kann als Streckgrenze definiert werden, und die Abnahme des Differenzenquotienten auf z.B. 50% des maximalen Wertes kann als Kriterium für die Erzeugung des Abschaltsignals für das Abschalten des Kraftschraubers verwendet werden. Andere Möglichkeiten, die für das Abschalten maßgebliche Streckgrenze zu definieren bzw. zu ermitteln, sind oben erwähnt worden.The device described above is used for the most realistic possible simulation of an actual screwed from the power screwdriver actual screw. In 2 the curve A shows the typical course of the applied torque when tightening a screw M as a function of the rotation angle φ. The torque-rotation angle curve A begins with a flat initial region, which then passes after passing through the so-called. Fügemomentes in a region with linear increase, which is characterized by a constant value of the difference quotient .DELTA.M 1 / Δφ between torque increase and rotation angle me as indicated for any point P 1 . This range corresponds to the elongation of the screw in the elastic region. At the upper end of the linear range, the slope of the curve, ie the difference quotient decreases again. This indicates the transition to the non-elastic deformation range. A point P 2 can be defined at which the difference quotient ΔM 2 / Δφ is half of the difference quotient ΔM 1 / Δφ in the linear range. This point P 2 can be defined as a yield point, and the decrease of the difference quotient to, for example, 50% of the maximum value can be used as a criterion for generating the shutdown signal for the shutdown of the power wrench. Other ways of defining or determining the yield strength relevant to shut down have been mentioned above.

Die Kurve B in 2 gibt den Betrag des Differenzenquotienten ΔM1/Δφ, d.h. der Steigung der Kurve A, an. Dieser hat über den linearen Bereich der Kurve A einen maximalen, mindestens annähernd konstanten Wert ΔM1/Δφ, der zu 100% gesetzt wird. Am Ende des linearen Bereichs fällt die Kurve B wieder ab, wenn sie einen vorgegebenen Wert ΔM2/Δφ erreicht hat, der z.B. 50% des Maximalwertes beträgt, ist die Streckgrenze gemäß obiger Definition erreicht, und der Kraftschrauber wird abgeschaltet.The curve B in 2 gives the magnitude of the difference quotient ΔM 1 / Δφ, ie the slope of the curve A. This has over the linear range of the curve A a maximum, at least approximately constant value ΔM 1 / Δφ, which is set to 100%. At the end of the linear range, the curve B drops again when it has reached a predetermined value ΔM 2 / Δφ, which is eg 50% of the maximum value, the yield strength is reached according to the above definition, and the power wrench is switched off.

Bei dem erfindungsgemäßen Prüfgerät, wie in 1 gezeigt, wird durch gesteuerte Zunahme der von den Bremsen 21, 23 auf die Welle 17 ausgeübten Bremskraft ein Zusammenhang zwischen dem auf die Welle 17 wirkenden Drehmoment und dem Drehwinkel erzeugt, der den typischen Drehmoment-Drehwinkel-Verlauf für eine reale Schraubverbindung, wie er in 2 als Beispiel dargestellt ist, soweit simuliert, wie dies für die Prüfzwecke erforderlich ist. 3 zeigt einen Drehmoment-Drehwinkel-Verlauf, wie er in dem Prüfgerät gemäß 1 durch Steuerung der Bremskraft entsprechend einem im Rechner 31 bzw. Programmwählgerät 35 gespeicherten Programm erzeugt wird, und war speziell zum Zweck der Prüfung von Kraftschraubern mit streckgrenzgesteuerter Abschaltung.In the test device according to the invention, as in 1 is shown by controlled increase of the brakes 21 . 23 on the wave 17 applied braking force a relationship between the on the shaft 17 acting torque and the angle of rotation, the typical torque-angle curve for a real screw, as in 2 is shown as an example, as far as simulated, as required for the purposes of testing. 3 shows a torque-angle curve, as in the tester according to 1 by controlling the braking force according to one in the computer 31 or program dialer 35 program was created, and was specifically for the purpose of testing of YEN-controlled power wrenches.

Gemäß 3 wird zu Beginn des Prüfvorganges die Bremskraft derart gesteuert, daß das Drehmoment M einen konstanten Anstieg über den Drehwinkel φ mit einem konstanten ersten Wert des Differenzenquotienten ΔM1/Δφ aufweist. Dies entspricht dem aus DE-33 05 457 C2 bekannten Verfahren. Bei Erreichen eines Punktes PS erfolgt erfindungsgemäß eine Umschaltung der Steuerung der Bremskraft auf einen flacheren Anstieg, der einem zweiten, vorgegebenen Wert ΔM2/Δφ des Differenzenquotienten entspricht. Der Umschaltpunkt P kann beispielsweise durch ein vorgegebenes Drehmoment MS definiert sein, und/oder durch einen zugehörigen Drehwinkel φS. Der nach Durchlaufen des Punktes PS geltende zweite Wert des Differenzenquotienten ΔM2/Δφ kann ein vorgegebener Bruchteil, z.B. 50%, des ersten Wertes ΔM1/Δφ sein.According to 3 At the beginning of the testing process, the braking force is controlled such that the torque M has a constant rise over the rotation angle φ with a constant first value of the difference quotient ΔM 1 / Δφ. This corresponds to the method known from DE-33 05 457 C2. Upon reaching a point P S according to the invention, a changeover of the control of the braking force to a shallower rise, which corresponds to a second, predetermined value ΔM 2 / Δφ of the difference quotient. The switching point P can be defined for example by a predetermined torque M S , and / or by an associated rotation angle φ S. The second value of the difference quotient ΔM 2 / Δφ valid after passing through the point P S can be a predetermined fraction, eg 50%, of the first value ΔM 1 / Δφ.

Durch Anwenden einer gemäß 3 gesteuerten Zunahme der Bremskraft kann geprüft werden, ob der zu prüfende Kraftschrauber die Änderung des Differenzenquotienten von ΔM1/Δφ auf ΔM2/Δφ erkennt und in Abhängigkeit davon den Schraubvorgang beendet. Damit kann zuverlässig getestet werden, ob der Kraftschrauber in einem realen Schraubfall, wie er durch 2 veranschaulicht wird, bei Erreichen der Streckgrenze abschalten würde. Beispielsweise wird ein ordnungsgemäß funktionierender Kraftschrauber nach Durchlaufen des die Streckgrenze simulierenden Punktes PS an einem Punkt PA abschalten. Das zu dem Abschaltpunkt PA gehörende Abschalt-Drehmoment MA und/oder der Winkel φA werden in dem Rechner 31 ermittelt, und der Schraubsimulationsfall kann mittels Anzeige 43, 45 dargestellt werden. Das errechnete Abschalt-Drehmoment MA wird mit dem die Streckgrenze simulierenden Drehmoment MS verglichen und die Abweichung im Vergleich mit vorher definierten Grenzwerten bewertet. Weicht das Abschalt-Drehmoment MA des Schraubers zu stark von dem voreingestellten Drehmoment MS (der simulierten Streckgrenze) ab und liegt außerhalb vorher definierter Grenzwerte, so liegt ein Fehler des geprüften Schraubers vor. Über die grafische Anzeige 43, 45 kann analysiert werden, welcher Art der Fehler ist. Liegt das Abschaltdrehmoment MA innerhalb der vorher definierten Grenzen, so kann davon ausgegangen werden, daß der Schrauber ordnungsgemäß funktioniert und auch in ei nem realen Schraubfall bei Erreichen der Streckgrenze abschalten würde.By applying a 3 controlled increase in the braking force can be checked whether the power wrench to be tested recognizes the change of the difference quotient of .DELTA.M 1 / Δφ on .DELTA.M 2 / Δφ and of which ends the screwing in dependency. This can reliably test whether the power screwdriver in a real screwdriving, as he through 2 would turn off when reaching the yield point. For example, a properly functioning power wrench will turn off at a point P A after passing through the yield point simulating point P S. The belonging to the cut-off point P A shut-off torque M A and / or the angle φ A in the processor 31 determined and the Schraubsimulationsfall can by means of display 43 . 45 being represented. The calculated switch-off torque M A is compared with the torque simulating the yield strength M S and evaluated the deviation in comparison with previously defined limits. If the switch-off torque M A of the screwdriver deviates too much from the preset torque M S (the simulated yield strength) and lies outside previously defined limit values, there is an error in the tested screwdriver. About the graphic display 43 . 45 can be analyzed, what kind of mistake is. If the Abschaltdrehmoment M A within the previously defined limits, it can be assumed that the screwdriver is working properly and would turn off in egg nem real screw when reaching the yield point.

Bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren bzw. Prüfgerät können der erste Wert des Differenzenquotienten ΔM1/Δφ, der zweite Wert ΔM2/Δφ sowie die Lage des Umschaltpunktes P mit zugehörigem Drehmoment MS bzw. Drehwinkel φS beliebig vorgegeben werden, um die in der Praxis auftretenden unterschiedlichen Schraubfälle zu simulieren und das Verhalten von Kraftschraubern für unterschiedliche Schraubfälle zu prüfen. Die Lage des die Streckgrenze simulierenden Umschaltpunktes PS bzw. das dazugehörige Drehmoment MS hingen vor allem von der Dimensionierung der Schraubverbindung ab, deren Festziehen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren simuliert werden soll. Bei einer Schraubverbindung mit M10-Schraubern kann bei üblichen Reibwerten z.B. davon ausgegangen werden, daß die Schraube bei einem Anziehdrehmoment von ca. 70 Nm das Ende des elastischen Dehnungsbereichs erreicht. Dementsprechend würde man bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren für eine M10-Schraubverbindung das Drehmoment MS auf 70 Nm vorgeben.In the test method or test apparatus according to the invention, the first value of the difference quotient ΔM 1 / Δφ, the second value ΔM 2 / Δφ and the position of the switching point P with associated torque M S or rotation angle φ S can be arbitrarily set, in practice To simulate occurring different bolting and to test the behavior of power wrenches for different bolting. The position of the yield point simulated switching point P S and the associated torque M S were mainly dependent on the dimensioning of the screw, whose tightening is to be simulated by the method according to the invention. In the case of a screw connection with M10 screwdrivers, it can be assumed, for example, that the screw reaches the end of the elastic expansion range with a tightening torque of approx. 70 Nm under normal coefficients of friction. Accordingly, in the test method according to the invention for an M10 screw connection, the torque M S would be set to 70 Nm.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So kann das Gerät statt der beschriebenen Kombination einer Magnetpulverbremse und einer Elektromagnetbremse auch nur eine einzige Bremse aufweisen. Die Zunahme der Bremskraft kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch so gesteuert werden, daß nicht nur einmal, sondern zweimal oder mehrmals eine Herabsetzung der Steigung der Drehmoment-Drehwinkel-Kurve erfolgt, d.h. daß vom ersten Wert ΔM1/Δφ des Differenzenquotienten zuerst auf einen zweiten, kleineren Wert ΔM2/Δφ und danach auf einen dritten, noch kleineren Wert ΔM3/Δφ umgeschaltet wird, wobei dann erfaßt werden kann, ob das Abschalten des Kraftschraubers bereits bei Umschalten auf den zweiten Wert ΔM2/Δφ oder erst beim erneuten Umschalten auf den dritten Wert ΔM3/Δφ ausgelöst wird.The invention is not limited to the details of the described embodiments. Thus, the device may have only a single brake instead of the described combination of a magnetic powder brake and an electromagnetic brake. The increase in braking force can also be controlled in the inventive method so that not only once, but twice or more times a reduction in the slope of the torque-rotation angle curve takes place, ie. From the first value .DELTA.M 1 / Δφ of the difference quotient first to a second , smaller value .DELTA.M 2 / Δφ and then to a third, even smaller value .DELTA.M 3 / Δφ is switched, in which case it can be detected whether the shutdown of the power wrench already when switching to the second value .DELTA.M 2 / Δφ or only when switching again to the third value ΔM 3 / Δφ is triggered.

Claims (6)

Verfahren zum Prüfen des Abschaltverhaltens von streckgrenzgesteuerten Kraftschraubern, mit den Schritten: Koppeln des Abtriebs eines Kraftschraubers mit einer Welle und Betätigen des Kraftschraubers derart, dass dieser die Welle dreht; Ausüben einer kontinuierlich zunehmenden Bremskraft auf die Welle derart, dass das vom Kraftschrauber zur Überwindung der Bremskraft ausgeübte Drehmoment kontinuierlich zunimmt; Erfassen des auf die Welle ausgeübten Drehmoments und des Drehwinkels der Welle; Steuern der Zunahme der Bremskraft derart, dass der Differenzenquotient zwischen der Zunahme des Drehmoments und der Zunahme des Drehwinkels einen vorgebbaren konstanten ersten Wert hat; Umschalten der Bremskraftsteuerung bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments und/oder Drehwinkels auf einen flacheren Anstieg, bei dem der Differenzenquotient einen vorgebbaren zweiten Wert hat, der kleiner als der erste Wert ist.Method for checking the turn-off behavior of Yaw rate controlled power wrenches, with the steps: Couple the output of a power wrench with a shaft and pressing the Power wrench such that it rotates the shaft; Exercise one continuously increasing braking force on the shaft such that that of the power screwdriver to overcome the braking force applied torque continuously increasing; Detecting the torque applied to the shaft and the angle of rotation of the shaft; Controlling the increase in braking force such that the difference quotient between the increase in torque and the increase of the rotation angle a predetermined constant first Has value; Switching the brake force control when reaching a predetermined torque and / or rotation angle to a flatter Rise, in which the difference quotient a predetermined second Has value that is less than the first value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wert des Differenzenquotienten zwischen 30 und 70% des ersten Wertes beträgt.Method according to claim 1, characterized in that that the second value of the difference quotient is between 30 and 70% of the first value. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wert des Differenzenquotienten annähernd 50% des ersten Wertes beträgt.Method according to claim 2, characterized in that that the second value of the difference quotient is approximately 50% of the first value. Vorrichtung zum Prüfen des Abschaltverhaltens von streckgrenzgesteuerten Kraftschraubern, mit einer drehbar gelagerten Welle (17) und Mitteln (15) zum Koppeln der Welle (17) mit dem Abtrieb (13) eines Kraftschraubers (9); einer auf die Welle (17) wirkenden Bremseinrichtung (21, 23); Mitteln (27) zum Erfassen des auf die Welle (17) einwirkenden Drehmomentes und des Drehwinkels der Welle; und einer Steuereinrichtung (31, 35, 37) zum Steuern der von der Bremseinrichtung (21, 23) ausgeübten Bremskraft gemäß einem vorgegebenen Programm, wobei das Programm so eingerichtet ist, dass es in einer ersten Phase eines Prüfvorgangs eine Zunahme der Bremskraft steuert, die einer Zunahme des Drehmoments (M) über den Drehwinkel (φ) gemäß einem ersten, konstanten Wert des Differenzenquotienten (ΔM1/Δφ) entspricht, und dass es bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments (MS) und/oder Drehwinkels (φS) in eine zweite Phase des Prüfvorganges umschaltet, in der eine geringere Zunahme der Bremskraft derart gesteuert wird, dass sie einer Zunahme des Drehmoments (M) in Abhängigkeit vom Drehwinkel (φ) gemäß einem zweiten, konstanten Wert des Differenzenquotienten (ΔM2/Δφ) entspricht, der kleiner als der erste Wert ist.Device for testing the turn-off behavior of extension-limit-controlled power wrenches with a rotatably mounted shaft ( 17 ) and funds ( 15 ) for coupling the shaft ( 17 ) with the output ( 13 ) of a power wrench ( 9 ); one on the shaft ( 17 ) acting braking device ( 21 . 23 ); Means ( 27 ) for detecting the on the shaft ( 17 ) acting torque and the rotation angle of the shaft; and a control device ( 31 . 35 . 37 ) for controlling the braking device ( 21 . 23 in a predetermined program, the program being arranged to control, in a first phase of a test operation, an increase in braking force corresponding to an increase in torque (M) over the rotation angle (φ) according to a first, constant value of Difference quotient (.DELTA.M 1 / Δφ) corresponds, and that on reaching a predetermined torque (M S ) and / or rotation angle (φ S ) switches to a second phase of the test procedure in which a smaller increase in the braking force is controlled so that they an increase of the torque (M) in dependence on the rotation angle (φ) according to a second, constant value of the difference quotient (ΔM 2 / Δφ), which is smaller than the first value. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wert (ΔM2/Δφ) des Differenzenquotienten zwischen 30 und 70% des ersten Wertes (ΔM1/Δφ) beträgt.Device according to Claim 3, characterized in that the second value (ΔM 2 / Δφ) of the difference quotient is between 30 and 70% of the first value (ΔM 1 / Δφ). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wert des Differenzenquotienten annähernd 50% des ersten Wertes beträgt.Device according to claim 5, characterized in that that the second value of the difference quotient is approximately 50% of the first value.
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