DE2813565A1 - Verfahren und vorrichtung zum festziehen eines verbindungselements - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum festziehen eines verbindungselements

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Description

PATENTANWÄLTE
HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN
DIPL.-PHYS. DIPL.-1NC.
Ingersoll-Rand Company ._ ir-69
Se/H 23. 3. 1978
Verfahren und Vorrichtung zum Festziehen eines Verbindungselements
Der Zug zur bestmöglichen Auslegung von Gerät zwecks Erreichens der höchstmöglichen Leistungsfähigkeit des Geräts in Bezug auf Gewicht, Größe und Wirtschaftlichkeit der Materialverwendung hat beträchtliche Anstrengungen auf dem Gebiet des Festziehens von Verbindungselementen und von Prüfungsmethoden verursacht. Ein beträchtlicher Teil der früheren Entwicklungsarbeit richtete sich auf die Drehmomentkontrolle als ein Mittel zum Festziehen von Verbindungselementen. Jedoch ist die Genauigkeit dieser Art des Vorgehens ernsthaft dadurch beschränkt, daß sie empfindlich gegenüber solchen Faktoren, wie Gewindezustand und anderen den Reibungskoeffizieten beeinflußenden Faktoren ist.
Um die Wirkung der Reibung auf ein Minimum zu bringen, wurde eine spätere Entwicklung durchgeführt, die oft als sogenanntes "Mutternverdrehverfahren" bezeichnet wird. Das Verfahren schrieb eine Kombination des Drehmoments (zur Sicherung des anfänglichen Setzens des Verbindungselements) und der Verdrehung (unter Verwendung des Gewindes der Schraube als Mikrometer für die Dehnung der Schraube) vor. Dieses Verfahren erreicht eine beträchtliche Genauigkeit beim Festziehen der Schraube unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen des Verbinders · und Verbindungssystems. Indessen führt der durch das Dreh-
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D-707 SCHWABISCH GMClND GEMEINSAME KONTEN: D-6 MÜNCHEN 7O TdcfM:(O7171)5«90 Draudw Bank Mündien 70/373(9 (BLZ 700700 10) Telefon: (01») 771» St SCHROETER Telegramm«: Sdiroepat Sawäbüch Gmünd 02/00535 (BLZ «13 700 U) K.LEHMANN Telegramme: Sdiracptt
•man*— 4» Tel«: 7241 Stt pajd d foudxckkonto MiinAen 147» 41-104 LipowiVyRraie 10 TcIa: 5 212 241 fwwi d
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moment kontrollierte Anfangspunkt oft zu Schwierigkeiten durch Fehlstarts (wenn das Verbindungselement oder das Verbindungssystem nicht ihren richtigen anfänglichen Sitz einnehmen oder wegen eines ein hohes Drehmoment verursachenden Gewindezustands). Eine noch neuere Entwicklung führte zu einem Verfahren, bei dem die Schraube bis zur feststellbaren Streckgrenze gebracht wurde. Diese ist ein wohldefinierter Punkt der Spannung. Sie wird bei diesem Verfahren dazu benutzt, um letzlich zur gewünschten Schraubenspannung zu gelangen, und zwar entweder durch Speichern des Festziehzyklus oder mittels eines "Mutternrückdrehverfahrens". Obwohl diese letzteren Verfahren eine einigermaßen genaue Schraubenspannung ergeben, haben sie einige Nachteile im Bezug auf ihre universelle Anwendbarkeit. Bei manchen Anwendungsfällen ist es nicht erwünscht, das Verbindungselement bis zur Streckgrenze zu bringen. Die Verbindung ist möglicherweise nicht in der Lage, die volle Spannung eines bis zur Streckgrenze gebrachten Verbindungselements auszuhalten, ohne daß eine Beschädigung, zum Beispiel Werfen von Flanschen, Brechen von Dichtungen oder Versagen von Gewindegängen eintritt.
Der Zweck vorliegender Erfindung besteht darin, eine neue Methode und eine neue Vorrichtung zum Festziehen eines Verbindungselements zu schaffen, die die Nachteile bekannter Verfahren und Vorrichtungen vermeiden. Es findet ein proportional bestimmter Drehungsbetrag in Verbindung mit dem ermittelten Drehmoment/Bezug auf die Änderungsgeschwindigkeit der Drehung während des Ablaufs des Festziehens der Schraube unterhalb der Streckgrenze Anwendung. Im gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine lineare Extrapolation der Flanke der Drehmoment-/Drehungskurve dazu verwendet, um den Nulldurchgang der Flanke als einen genau definierbaren Anfangspunkt für die Messung der Verdrehung des Verbindungselements zu ermitteln, zum Zwecke der Vorhersage und Eraielung eines Spannungspegels im Verbindungselement.
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Die Erfindung will die schwankenden Einflüsse auf den Ablauf des Pestziehens der Verbindung und des Verbindungselements, die vor dem linearen Abschnitt der Drehmoment-/Drehungskurve auftreten, ausschalten. Ein anderer der Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, ein Festziehsystem für Verbindungselemente zu schaffen, das sich der Drehung des Verbindungselements bedient, um die erwünschte Spannung zu erreichen, und zwar durch Messung der Verdrehung vom Nulldurchgang des Drehmoments aus, das aus dem linearen Abschnitt der Drehmoment-/Drehungskurve extrapoliert ist von einer Stelle aus, bei der bereits festgestellt ist, daß die Drehmoment-/ Drehungskurve linear ist. Aufgrund der Erfindung soll auch die Notwendigkeit entfallen, ein Verbindungselement bis zu seiner Streckgrenze einzudrehen, um einen gut definierten Punkt der Spannung des Verbindungselements zu erreichen, von dem aus bestimmte Werte der Spannung im Verbindungselement vorhersagbar und erreichbar sind.
Gemäß der Erfindung soll auch die über das Drehmoment aufzubringende Leistung auf ein Minimum gebracht werden, die notwendig ist, einen gewünschten Spannungswert im Verbindungselement zu erzielen, und zwar dadurch, daß vermieden wird, das Verbindungselement vor dem Erreichen des gewünschten Spannungswerts überzogen wird.
Die gestellten Aufgaben sind mittels einer Vorrichtung lösbar, die folgende Bestandteile umfaßt: Ein Pestziehwerkzeug zum Verdrehen des Verbindungselements; eine Einrichtung zum Messen einer spannungsbezogenen Punktion, die auf das Verbindungselement Anwendung findet; eine Einrichtung zum Messen einer Drehungsfunktion, die auf das Verbindungselement Anwendung findet; eine Einrichtung zur Übernahme der Messung der spannungsbezogenen Punktion und der Messung der Drehungsfunktion sowie zum Ermitteln einer A'nderungsgeschwindigkeit der spannungsbezogenen Funktion in Bezug auf die Drehungsfunktion; eine Einrichtung zum Er-
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mitteln, wann die Änderungsgeschwindigkeit eine Konstante wird; eine Einrichtung zum Ermitteln des Werts der konstanten Änderungsgeschwindigkeit; eine Einrichtung zum Bestimmen des Punkts der Drehungsfunktion, bei dem ein Nulldurchgang der spannungsbezogenen Funktion gegeben ist, auf der Grundlage einer linearen Extrapolation des ermittelten Werts der konstanten Änderungsgeschwindigkeit; eine Einrichtung zum Verdrehen des Verbindungselements um einen proportional bestimmten Drehungsbetrag von der Stelle der Drehungsfunktion aus, bei der ein Nulldurchgang der spannungsbezogenen Punktion gegeben ist; und eine Einrichtung zum Anhalten der Verdrehung des Verbindungselements in Abhängigkeit davon, daß das Verbindungselement um den proportional bestimmten Drehungsbetrag verdreht ist.
Weitere Merkmale der Erfindung sowie die dadurch erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert ist. Es zeigen Fig. 1 eine grafische Darstellung verschiedener typischer, über der Drehung aufgetragener Kurven des Drehmoments für einige Abläufe des Festziehens des Verbindungselements ,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung, mittels der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung durchführbar ist, wobei die Flankensteilheit und das aufgewandte Drehmoment dazu dienen, die Spannung im Verbindungselement zu erreichen.
Fig. 1 zeigt eine Reihe typischer Abläufe beim Festziehen einer Verbindung. Für die nachfolgende Beschreibung kann angenommen werden, daß eine Verbindung oder ein Verbindungssystem der örtliche Bereich einer mechanischen Baugruppe ist, in dem ein mit Gewinde versehenes Verbindungselement verwendet wird, normalerweise unter Zugspannung, um zwei oder mehr Teile zusammenzuhalten. Die Erfindung befaßt sich in erster Linie, jedoch nicht ausschließlich, mit dem Festziehen von
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mit Schraubgewinden versehenen Verbindungselementen, ζ. B. Schrauben, Bolzen und Muttern. Als harte Verbindung wird eine solche bezeichnet, bei der das Verbindungselement einen raschen Anstieg in der Spannung oder Klemmbelastung für eine gegebene Verdrehung zeigt. Umgekehrt zeigt eine weiche Verbindung einen langsameren Anstieg in der Spannung oder Klemmungsbelastung der Verbindungselemente für eine gegebene Verdrehung. Die Härte der Verbindung ist eine Funktion sowohl der Steifheit der Verbindung als auch der Steifheit des Verbindungselements. Die Ausdrücke "hart" und "weich" haben eine relative Bedeutung für die nachfolgende Beschreibung. Die Kurve I ist typisch für eine gut vorbereitete, harte Verbindungsstelle,wobei in diesem Fall der anfängliche Aufbau des Drehmoments verhältnismäßig rasch erfolgt und danach konstant wird. Natürlich könnte die Kurve um ein erhebliches Stück nach links versetzt sein, was von der Länge des Verbindungselements und der bis zum Greifen des Kopfes des Verbindungselements erforderlichen Verdrehung abhängt. Kurve II ist typisch für ein Verbindungselement, bei dem die Verbindungsstelle weicher als gemäß Kurve I ist und die Gewindetgänge oder die Verbindungsstelle selbst zufällige DrehmomentSchwankungen während des anfänglichen Anziehens zeigt. Dies wird in typischen Fällen durch schlechte oder schmutzige Gewindegänge verursacht, aber auch durch erhöhte Stellen in der Anlagefläche des Schraubbolzens oder durch örtliches Nachgebenjdes Verbindungssystems. Die Kurve III ist typisch für ein Verbindungselement mit einer verhältnismäßig unregelmäßig schwankenden Annäherung an den Punkt des anfänglichen Greifens, wobei auch noch angenommen ist, daß ein verhältnismäßig konstantes oder lineares Festziehen bis zu einem gewissen Punkt von einem Punkt gefolgt wird, bei dem das Verbindungselement einen zweiten Wert eines verhältnismäßig konstanten Zuwachses des Drehmoments je Zuwachs der Verdrehung erfährt. Die Änderung des Verhältnisses kann negativ oder (wie gezeigt) positiv sein und ist z. B. auf Einflüsse eines Verbundmittels im Verbindungssystem zurückzuführen.
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Zum Beispiel kann die Änderung des Verhältnisses aus einer weichen Dichtbeilage herrühren, die sich setzt, wobei zunächst ein Nachgeben in der Verbindungsstelle zu beobachten ist, aber auch vom Nachgeben des Gewindes, was einen falschen linearen Anstieg erzeugt. Dies sind nur einige von möglichen Problemen, die bei einem gewöhnlichen Ablauf des Festziehens eins Schraubbolzens auftreten können. Eine Tatsache scheint jedoch allen diesen Pestziehabläufen gemeinsam zu sein, daß nämlich jeder an irgend einer Stelle in einen verhältnismäßig linearen Abschnitt eintritt, während dessen die Spannung im Verbindungselement,als proportional zur Verformung im Verbindungselement angesehen wird.
Für jede dieser Kurven wurden einige Punkte zum Zwecke der weiteren Besprechung bezeichnet. Der Punkt A ist der Punkt, an dem die Verdrehung so weit fortgeschritten ist, daß die Verbindung eben zu greifen beginnt. Das bedeutet, daß alle zufällig schwankenden Abschnitte oder Spiele in der Verbindung ausgeschaltet wurden und eine weitere Verdrehung des Verbindungselements einen nennenswerten Zuwachs des Drehmoments und des Spannungspegels im Verbindungselement zur Folge hat. Der Punkt B ist derjenige Punkt, bei dem das Verbindungselement in seinen Proportionalbereich der Spannung eintritt. Der Punkt C ist ein willkürlicher mittlerer Prüfpunkt, der auch an mehreren Stellen vorgesehen sein kann, und dient einer erfindungsgemäßen Maßnahme. Der Punkt D ist der Punkt, bei dem das Drehmoment oder die Verdrehung auf den Schraubbolzen die gewünschte Bolzenspannung erzielt. Der Punkt E ist das Ende des Proportionalbereichs und wird manchmal als Streckgrenze bezeichnet. Der Punkt F ist ein Punkt, bei dem der Schraubbolzen bereits eine nichtelastische Verformung erfahren hat.
Es ist festzustellen, daß in jedem Fall des typischen Ablaufs des Festziehens einer Verbindung die das Drehmoment über der Verdrehung darstellende Kurve eine verhältnismäßig konstante Steilheit für wenigstens einen Abschnitt des Fest-
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ziehzyklus zeigt. Dies bedeutet, daß der Wert (Zuwachs des Drehmoments je Zuwachs der Verdrehung) eine Konstante K für irgend einen Pestziehvorgang wird. Wenn ein verhältnismäßig gleichbleibend schnell laufender Schraubendreher verwendet wird, kann die Zeit anstelle des Parameters der Verdrehung treten. Andere der Spannung zugeordnete Parameter als das Drehmoment können Verwendung finden. Jedoch bedient sich das hier beschriebene, bevorzugte Ausführungsbeispiel des Drehmoments als des spannungsbezogenen Parameters deshalb, weil es zum Pestziehen von Verbindungselementen verhältnismäßig gebräuchlich und bequem im Gebrauch ist.
In der Vergangenheit wurden, wie schon vorher beschrieben, verschiedene Versuche durchgeführt, die Beziehung zwischen dem aufgewandten Drehmoment und der sich ergebenden Spannung zu verbessern. In US-PS 39 62 91o sind verschiedene Prüfmethoden beschrieben, die die Verläßlichkeit des Drehmoments als spannungsbezogenen Parameter verbessern. Bei dem Verfahren nach diesem Patent wird angenommen, daß beim Auftreten gewisser vorbestimmter Werte des Drehmoments innerhalb vorbestimmter Bereiche der Verdrehung für ein gegebenes Verbindungselement und unter der zusätzlichen Bedingung, daß ein willkürlich festgesetztes Setzmoment überschritten ist, das System zum Anziehen der Schraubverbindung zufriedenstellend arbeitet und ein annehmbarer Spannungswert im Verbindungselement erzielbar ist. Das System erfordert jedoch eine Vorbestimmung des annehmbaren Bereichs des Drehmoments und/oder des Bereichs der Verdrehung und· macht überdies von der Annahme Gebrauch, daß innerhalb dieser Bereiche ein annehmbarer Spannungswert erzielt wird. Dieses Verfahren ist jedoch nicht geeignet, einen gewünschten Spannungswert im Verhältnis zu wechselnden Reibungs- und Verbindungsbedingungen vorherzusagen, wie sie bei typischen Anwendungen von Verbindern vorkommen.
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US-PS 36 43 5ol beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln der Streckgrenze eines Verbindungselements bei dessen Drehung. Dadurch wurde ein nützlicher Bezugspunkt für die Spannung im Verbindungselement geschaffen, da die Streckgrenze des Verbindungselements auf einem wohldefinierten Wert der
Spannung in diesem liegt. Dieser Parameter wurde in einigen Systemem zum Festziehen von Verbindungselementen benutzt, und zwar sowohl als endgültiger Spannungswert, als auch als Anfangspunkt zum Erreichen anderer Werte der Spannung im
Verbindungselement. Wie jedoch schon oben erwähnt, hat dieses System den Nachteil, daß es die zunächst erfolgende Beanspruchung des Verbindungselements und der Verbindungsstelle bis zur Streckgrenze des Verbindungselements erforderlich macht, was in einigen Fällen nicht erwünscht oder möglich ist.
Die Erfindung geht einen hiervon abweichenden Weg zur genauen Feststellung von Spannungswerten im Verbindungselement und kann dazu dienen, irgend einen gewünschten Wert
der Spannung im Verbindungselement mit verbesserter Genauigkeit gegenüber älteren "Mutternverdrehverfahren"
zu erzielen. Vorliegende Erfindung schlägt demgemäß vor,
den linearen Abschnitt (die Flanke)des Drehmoments am
Verbindungselement (oder eines anderen spannungsbezogenen Parameters) und die Drehungs- (oder Zeit-) Kurve sowie
einen proportional bestimmten Drehungsbetrag zu verwenden. Geräte, die geeignet sind, die Steilheit der Drehmoment -/Drehungs -Kurve zu ermitteln, sowie Geräte zum
Messen von Drehmoment und Verdrehung sind derzeit aus
dem Stande der Technik gut bekannt. Die elektronische Bauteilschaltung zur Verwirklichung jedes der Schritteder Erfindung ist aus dem Stande der Technik bekannt. Dem proportional bestimmten Drehungsbetrag liegt die Dehnung des Verbindungselements als elastischen Glieds in einem Verbindungssystem zugrunde, wobei eine konstante oder bekannte Federkennlinie angenommen wird und die Gewindegänge des
Verbindungselements als Meßmittel für die Dehnung Verwendung finden.
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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben, womit das weitere Verständnis der Erfindung erleichtert werden soll. Das in Fig. 2 dargestellte Festziehwerkzeug 1 kann ein gewöhnliches kraftbetriebenes Festziehwerkzeug sein. Es kann durch ein Druckmedium oder einen elektrischen Motor oder irgend eine andere Kraftquelle angetrieben sein. Sein Zweck ist, die zur Verdrehung eines Schraubverbindungselements erforderliche Antriebskraft zur Verfügung zu stellen.
Ein kraftbetriebenes Festziehwerkzeug 1 ist mit einem Abschaltventil 2 versehen und gibt seine Leistung an eine Welle 3 ab, die wiederum einen Einsatz 4 zum Antrieb eines Schraubverbindungselements oder Bolzens treibt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Welle 3 dreht auch einen Winkelcodierer 5 zur überwachung der Verdrehung der Welle. Die Welle gibt ihre Leistung über einen Wandler 6 ab, der das durch die Welle 3 übertragene Drehmoment überwacht. Zum Zwecke der Beschreibung vorliegenden Ausführungsbeispiels ist angenommen, daß der Winkelcodierer 5 ein Impulssignal je Grad der Verdrehung erzeugt und daß der Wandler 6 ein dem Drehmoment der Welle 3 proportionales Analogsignal abgibt. Wenn das kraftbetriebene Festziehwerkzeug 1 eine gleichbleibend schnell laufende Einrichtung ist, kann ein Zeitimpulsgeber anstelle des Winkelcodierers treten. Sein (der Zeit entsprechender) Impulsausgang kann in der gleichen Weise weiter verwendet werden wie der Impulsausgang des in Fig. 2 gezeigten Winkelcodierers.
Die Impulse des Winkelcodierers gelangen in einen übernahmehäufigkeitszähler 7» der die Codiererimpulse zählt und das Signal so umwandelt, daß ein Impuls je vorgewählte Anzahl von Graden auftritt. Zum Zwecke vorliegender Beschreibung ist angenommen, daß die Probengröße 4° beträgt, d. h. daß durch den übernahmehäufigkeitszähler 7 alle 4° eine Übernahme von Werten veranlaßt wird. Die Probengröße wird je nach Art der zusammenzustellenden Verbindung so gewählt,
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daß Störsignale oder unbedeutende Abweichungen in der Zunahme des Drehmoments ausgeschaltet oder ausgeblendet werden. Der Ausgang des Übernahmehäufigkeitszählers 7 gelangt in einen Trigger-Schaltkreis 8, der einen kurz dauernden Impuls A an der vorauslaufenden Kante des Übernahmesignals und einen kurz dauernden Impuls B an der nachlaufenden Kante des Übernahmesignals erzeugt.
Das Signal des Drehmomentwandlers 6 wird durch einen Analogverstärker 9 verstärkt. Das verstärkte Drehmomentsignal gelangt in eine analoge Dividiereinrichtung 11 und einen Übernahme-Halte-Kreis Io. Der momentane oder vorliegende Wert des analogen Drehmomentsignals wird durch den Übernahme-Halte-Kreis zur Speicherung übernommen und festgehalten, wenn ein Impuls A vom Trigger-Schaltkreis 8 erhalten wurde. Das momentane Drehmomentsignal, das im Übernahme-Halte-Kreis Io gespeichert ist, wird in einen Übernahme-Halte-Kreis 12 übertragen, wenn letzterer ein Auslösesignal B vom Trigger-Schaltkreis 8 erhält. Der nächste Auslöseimpuls A bringt das im Übernahme-Halte7Kreis Io gespeicherte Drehmomentsignal auf den neuesten Stand und gibt das vorhergehende Drehmomentsignal, das im Übernahme-Halte-Kreis 12 gespeichert ist, an den Übernahme-Halte-Kreis 13 ab. Der Ausgang des letzteren ist deshalb ein zu einem vorhergehenden Zeitpunkt übernommener Drehmomentwert, der in einen Differenzverstärker 14 eingeht. Das der letzten Übernahme entsprechende, im Übernahme-Halte-Kreis Io gespeicherte-Drehmomentsignal geht ebenfalls in den Differenzverstärker Ik ein. Der Ausgang des Differenzverstärkers I1J ist proportional dem Anstieg des Drehmoments in Bezug auf die Verdrehung, da der übernahmewert des Drehmomentsignals, der in den Differenzverstärker vom Übernahme-Halte-Kreis 13 kommt, um eine Zuwachseinheit der Verdrehung früher als der übernahmewert des Drehmomentsignales vom Übernahme-Halte-Kreis Io übernommen ist.
Zusammenfassend ergibt sich bis hierher also, daß die abwechselnden Auslöseimpulse A und B dazu dienen, die Annahme
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eines momentan vorliegenden, analogen Drehmomentsignals auszulösen und dasselbe entweder auf einen nachgeschalteten übernahme-Halte-Kreis zu übertragen, um eine Verzögerung um einen Auslöseimpuls zu erzielen, oder auf einen Differenzberstärker zu übertragen, worin das augenblickliche analoge Drehmomentsignal und das vorhergehende analoge Drehmomentsignal verglichen werden können, um ein Signal entsprechend dem Anstieg des Drehmoments zur Verfügung zu stellen. Das Signal entsprechend dem Anstieg des Drehmoments vom Differenzverstärker 14
gelangt in die analoge Dividiereinrichtung 11, einen Flankenhöhenvergleicher 16 und einen Übernahme-Halte-Kreis 15. Ähnlich wie schon beschrieben nimmt der Übernahme-Halte-Kreis
15 das Signal entsprechend dem Anstieg des Drehmoments an,
wenn er durch einen Auslöseimpuls B ausgelöst oder freigegeben wird. Ein darauf folgender Auslöseimpuls A überträgt
das Signal entsprechend dem Anstieg des Drehmoments auf einen Übernahme-Halte-Kreis 17. Der darauf folgende Auslöseimpuls B überträgt das im Übernahme-Halte-Kreis 17 gespeicherte Signal entsprechend dem Anstieg des Drehmoments auf einen Übernahme-Halte-Kreis 18. Der Ausgang des letzteren gelangt an den einen Eingang des Differenzverstärkers 19. Der gleiche Auslöseimpuls B, der den vorhergehenden Übernahmewert des Anstiegs
des Drehmoments zum Differenzverstärker 19 gelangen läßt,
bringt auch den Übernahme-Halte-Kreis 15 auf den neuesten
Stand, den zuletzt vorliegenden Wert des Anstiegs des Drehmoments, der auf den anderen Eingang des Differenzverstärkers 19 gelangt. Der Differenzverstärker 19 hat demgemäß den einen Eingang mit einem vorhergehend gespeicherten Drehmomentanstieg?· signal und den anderen Eingang mit dem als letztes vorliegenden Drehmomentsanstiegssignal belegt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 19 ist deshalb proportional der Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentanstiegs, die in den Vergleicher 2o für die Änderungsgeschwindigkeit eingegeben wird.
Wenn das in den Vergleicher 2o für die Änderungsgeschwindigkeit eingegebene Signal entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentanstiege kleiner als ein vorhergehend
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eingegebener Vorgabewert ist, gelangt ein Ausgang-Logik-Signal in eine UND-Logik 21. Wenn das Signal entsprechend dem Drehmomentanstieg größer als .ein Vorgabewert für den Flankenhöhenvergleicher 16 ist, wird ebenfalls ein Ausgangs-Logiksignal an die UND-Logik 21 weitergegeben, die dadurch eingeschaltet wird und das Logiksignal an eine Einzelimpulsschaltung 22 sowie zu dem die Zählung frei gebenden Eingang eines Zählers 27 weitergibt.
Die analoge Dividiereinrichtung /arbeitet nun mit einem Drehmomentsignal im Zähler und einem Drehmomentanstiegssignal im Nenner, so daß das Ergebnis ein Ausgang proportional der Drehung der Welle 33 ist (was der Drehung des Verbindungselements gleichkommt), wobei der Ausgangspunkt der so ermittelten Drehung dem Drehmoment Null auf der Drehmoment-Drehungsflanke entspricht. Der Ausgang der analogen Dividiereinrichtung 11 gelangt in einen Übernahme-Haltekreis 23, der das Signal dann aufnimmt und speichert, wenn er ein Auslösesignal von der Einzelimpulsschaltung 22 erhält. Zu dem Zeitpunkt, in dem der Einzelimpuls vom Schaltkreis 22 auftritt, ist die Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentanstiegs geringer als ein Vorgabewert und die Steilheit größer als ein Vorgabewert, was anzeigt, daß der Anstieg des Drehmoments nun linear ist und die Verbindung zu greifen begonnen hat. Die Drehung wird dabei vom Nulldurchgang des Drehmoment aus berechnet oder in ihrer Größe bestimmt.
Ein zum Zähler 27 der Codiererimpulse gelangendes Signal von der UND-Logik 21 zur Freigabe der Zählung veranlaßt, daß der Zähler zur Wirkung gelangt. Der Zählwert in seiner digitalen Form wird in einen Digital-Analogwandler 24 eingegeben, der ein dem Zählstand analoges Signal erzeugt, das wiederum in den Analog-Addierer 25 eingegeben wird. Der im Übernahme-Halte-Kreis 23 gespeicherte vorhergehende Drehungswert wird ebenfalls in den Analog-Addierer 25 eingegeben, was zur Folge hat, daß die Drehung von dem Punkt aus, bei dem der
der Nulldurchgang des Drehmoments anzunehmen ist und/aus der linearen
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Festziehkurve zum Zeitpunkt der Auslösung der Einzelsignalschaltung 22 ermittelt wurde, zu der Verdrehung addiert wird, die nach diesem Zeitpunkt auftritt. Der Ausgang des Analogaddierers 25 ist deshalb proportional der Gesamtverdrehung des Verbindungselements, ausgehend vom Nulldurchgang der Drehmoment*· flanke. Der Ausgang des Analogaddierers 25 wird in eine Vergleichsschaltung 26 für den Gesamtwinkel eingegeben. Wenn die gesamte Verdrehung einen Vorgabewert der Drehung erreicht, gelangt ein Signal von der Schaltung 26 zum Abschaltventil 2 für den Motor, wodurch die Verdrehung der Welle, des Einsatzes und des Verbindungselements angehalten wird. Der Vorgabewert für die gesamte Verdrehung wird für jede Kombination aus Verbindungselement und Verbindungsstelle ermittelt, und zwar entweder auf der Grundlage von Versuchen mit der Verbindungsstelle oder aufgrund theoretischer oder experimenteller Ermittlung, die die gewünschte Dehnung des Verbindungselements berücksichtigt, wobei das Gewinde als Mikrometereinrichtung zur Bestimmung der Dehnung des Verbindungselements benutzt wird. Dieser eben erwähnte Vorgabewert für die gesamte Verdrehung wird in dieser Beschreibung als der proportional bestimmte Drehungsbetrag bezeichnet .
Das im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel erläuterte Verfahren und die dementsprechende Vorrichtung bedeuten eine wesentliche Verbesserung im Vergleich zum sogenannten "Mutternverdrehverfahren" weil das Berechnen eines Nulldurchgangs für das Drehmoment und das Bestimmen einer zur Spannung im Verbindungselement in ihrem linearen Bereich proportionaleaFlankensteilheit sowohl den Effekt der Reibung des Verbindungselements vor dem Greifen der Verbindung und darauf bis zu der Stelle, an der das Verbindungselement festgezogen ist, ausschaltet.
Das vorgeschlagene Verfahren zum Festziehen von Verbindungselementen kann dazu verwendet werden, einen Anfangspunkt für die Drehungsmessung entsprechend dem dem Nulldurchgang des Drehmoments zugeordneten Punkt der Flanke festzulegen, der als
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Punkt G in Pig. 1 dargestellt ist und der für einige hierin bezeichnete-Zwecke nützlich ist.
Wenn der dem Nulldurchgang zugeordnete Punkt der Flanke festgelegt ist, wird für das weitere Vorgehen angenommen, daß für eine gegeben Kombination aus Verbindungselement und Verbindungstelle die Dehnung des Verbindungselements proportional zur Verdrehung ist (wobei das Gewinde als Mikrometer benutzt wird), ausgehend von dem dem.Nulldurchgang des Drehmoments zugeordneten Punkt G der Planke. Für ein gegebenes Verbindungselement ergibt eine gegebene Dehnung eine bestimmte Spannung im Verbindungselement, wenn man die Federkonstante des Verbindungselement und der Verbindungsstelle zugrunde liegt. Unter Zugrundelegung der vorhergehenden Annahme hat eine gegebene Änderung der Verdrehung (Drehung der Mikrometergewindegänge) eine gewünschte Verlängerung oder Dehnung.des Verbindungselements zur Folge.
Auf diese Weise kann ein gegebener Spannungswert im Verbindungselement ohne die Notwendigkeit erzielt werden, das Verbindungelement bis zur Streckgrenze zu bringen. Auch kann der Nachteil einer willkürlichen Wahl des Anfangspunkts für die "Mutternverdrehmethode" vermieden werden. In diesem Fall ist der Anfangspunkt der berechnete, dem Nulldurchgang des Drehmoments zugeordnete Punkt G der Flanke, wie in Fig. 1 bei KurveII gezeigt.
Es ist möglich, daß aus dem einen oder anderen früher beschriebenen Grund die Drehmoment-Drehungskurve mehr als nur einen konstanten Flankenabschnitt enthalten kann. Die Schältung gemäß Fig. 2 kann mittels einer fortwährenden oder unterbrochenen Prüfung der Steilheit angepaßt werden, um einen Wechsel in der Flankensteilheit zu entdecken. Der Steilheitsprüfer könnte fortwährend über den gesamten Festziehzyklus die Steilheitskonstante überwachen. Sollte die Konstante, nachdem sie einmal festgestellt und der Punkt G berechnet wurde, sich wieder
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ändern, könnte die Anordnung so getroffen werden, daß der Ablauf des FestZiehens unterbrochen wird, was einen möglichen Fehler anzeigt. Auch könnte die Berechnung für den Punkt G mit der neuen Konstante wieder aufgenommen werden, und zwar dann, wenn der anfängliche Sitz ausser Zweifel ist oder wenn zu erwarten ist, daß die Charakteristik der Verbindung einem Wecksei unterliegt. Zusätzlich kann die Steilheitskonstante mit einem vorbestimmten Bereich der Konstante verglichen werden, um sicherzustellen, daß das System aus Verbindungselement und Verbindung sich innerhalb der vorbestimmten Toleranzen befindet, wie im bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die .Änderung des Drehmoments anstelle der Änderung der Verdrehung kann Verwendung finden, um die Spannung im Verbindungselement zu extrapolieren und zu bestimmen. Beim gegenwärtigen Stand der Technik ist es manchmal leichter, Drehmomentwerte als Zuwachssummen der Verdrehung zu messen. Für ein gegebenes, auf seinen Sitz aufgelaufenes Verbindungselement ist der Zuwachs des ausgeübten Drehmoments direkt proportional dem Zuwachs der im Verbindungselement vorliegenden Spannung.
Obwohl vorstehend ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Nulldurchgangs des Drehmoments beschrieben wurden, der bestimmend für daä Erreichen der Linearität ist, indem . der Drehmoment-Drehungskurve von ihrem Anfangspunkt gefolgt wird, muß beachtet werden, daß es nicht notwendig ist, so vorzugehen, um das Ziel der Erfindung zu erreichen. Zum Beispiel sollte es nun. dem Fachmann klar sein, daß die Steilheitsbestimmung und Pegelprüfung bei irgend einem gewünschten Drehmoment einsetzen kann. Für ein gegebenes Verbindungssystem kann ein Pegel des Drehmoments als Anfangs- oder Schwellendrehmoment gewählt werden, das sicherstellen könnte, daß der lineare Abschnitt der Kurve erreicht ist. Die Steilheit könnte bei diesem oder jedem nachfolgenden Punkt innerhalb des linearen Abschnitts der Kurve bestimmt und ein dem Nulldurchgang des Drehmoments zugeordneter Punkt ermittelt werden. Eine Abschaltung würde dann, wie schon oben besprochen, stattfinden, wenn der proportional bestimmte Drehungsbetrag nach/dem dem NuIl-
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durchgang des Drehmoments zugeordneten Punkt ausgeführt wurde. Der Vorteil dieses Vorgehens wäre, den komplizierten Signalverlauf vor dem Erreichen des Greifens der Verbindung sowie mögliche Ungleichheiten im Sitz der Verbindung zu vermeiden.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren ist es demnach möglich, einen gewünschten Pegel der Spannung im Verbindungselement zu erreichen, ohne daß es notwendig ist, das Verbindungselement bis zur Streckgrenze zu bringen. Mit geeigneter Systemprüfung kann das Verbindungselement bis zu einem gewünschten Pegel der Spannung festgezogen werden. Bei Gebrauch der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es für den Benutzer notwendig, die Anzahl von Proben konstanter Steilheit festzulegen, die dem Vorhandensein einer gleichbleibenden Steilheit entsprechen sollen. Außerdem ist entweder durch theoretische Berechnung für ein gegebenes Verbindungssystem oder aufgrund der Ergebnisse von Experimenten festzulegen, welche gewünschte Gesamtverdrehung ausgehend vom Nulldurchgang des Drehmoments erwünscht ist.
Die sich ergebenden Spannungpegel im Verbindungselement sind wesentlich verbessert gegenüber den Spannungpegeln, die mit der früheren "Mutternverdrehmethode" erzielbar sind. Außerdem muß das Verbindungelement nicht bis zu seiner Streckgrenze gebracht werden, um einen Pegel der Spannung zu bestimmen. Zusätzlich ist das Gerät für das System stark vereinfacht gegenüber dem für andere Spannungspegel als die Streckgrenze erforderlichen Gerät unter Zugrundelegung der Feststellung der Streckgrenze als Bezugspunkt. Außerdem verringert das System die erforderliche Festziehleistung und Festziehzeit dadurch, daß der leistungs- und zeitvergeudende Schritt wegfällt, der das Verbindungselement bis auf seine Streckgrenze bringt.
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Leerseite

Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE
    HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN
    DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.
    Ingersoll-Rand Company ir-69
    Se/H 23. 3. 1978
    . PATENTANSPRÜCHE
    Γΐ. Verfahren zum Festziehen eines Verbindungselements in einem Verbindungssystem, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
    des Drehens des Verbindungselements,
    des Überwachens einer spannungsbezogenen Funktion und einer Drehungsfunktion, die Anwendung auf das Verbindungselement finden,
    des Ermitteins der Änderungsgeschwindigkeit der spannungsbezogenen Funktion je Einheit der Drehungsfunktion,
    des Ermitteins, wann die Änderungsgeschwindigkeit der spannungsbezogenen Funktion je Einheit der Drehungsfunktion eine Konstante wird,
    des Ermitteins der konstanten Änderungsgeschwindigkeit,
    des Ermitteins eines Anfangspunktes der Drehung auf der Grundlage einer linearen Extrapolation der ermittelten konstanten Änderungsgeschwindigkeit und eines momentanen Werts der spannungsbezogenen Punktion, wobei der Anfangspunkt dem Punkt der Drehungsfunktion entspricht, bei dem ein Nulldurchgang der spannungsbezogenen Funktion gegeben ist,
    des Drehens des Verbindungselements um einen proportional bestimmten Drehungsbetrag vom Anfangspunkt,
    809842/068 2
    D-707 SCHWÄBISCH GMÜND GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÖNCHEN 70
    Telefon: (0717t) 56 90 Dcuische Bank Münthrn 70/37369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89
    H SCHROETER Telegramme: Sthrocpat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) κ. LEHMANN Telegramme: Schrocpat
    Bocksgaue 49 Telex: 7248 868 pagdd Postscheckkonto München 167941-804 Lipowskystraße 10 Telex: 5 212248 pawe d
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    und des Anhaltens des Drehens des Verbindungselements in Abhängigkeit davon, daß das Verbindungselement um den proportional bestimmten Drehungsbetrag verdreht ist.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die spannungsbezogene Funktion das Drehmoment ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehungsfunktion die Winkelverdrehung des Verbindungselements ist.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehungsfunktion die Zeit ist.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des überprüfens der konstanten Änderungsgeschwindigkeit zur Sicherstellung, daß die konstante Änderungsgschwindigkeit während des Pestziehzyklus konstant bleibt.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der letzte als konstante Änderungsgeschwindigkeit ermittelte Wert dazu verwendet wird, den Nulldurchgang der spannungsbezogenen Funktion auf den neuesten Stand zu bringen.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Vergleichens der ermittelten konstanten Änderungsgeschwindigkeit mit einer vorbestimmten konstanten Änderungsgeschwindigkeit, damit sichergestellt ist, daß die ermittelte konstante Änderungsgeschwindigkeit sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs einer konstanten Änderungsgeschwindigkeit befindet, als Mittel zur Prüfung des Verbindungssystems.
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der proportional bestimmte Drehungsbetrag ein vorbestimmter Drehungsbetrag ist, der auf bekannten Kennwerten des Verbindungs-
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    elements und des Verbindungssystems beruht.
    9. Vorrichtung zum Pestziehen, eines Verbindungselements in einem Verbindungssystem, gekennzeichnet durch
    ein Pestziehwerkzeug (1) zum Verdrehen des Verbindungselement s ,
    eine Einrichtung (6) zum Messen einer spannungsbezogenen Punktion, die auf das Verbindungselement Anwendung findet,
    eine Einrichtung (5) zum Messen einer Drehungsfunktion, die auf das Verbindungselement Anwendung findet,
    eine Einrichtung (8, 9, lo, 12, 13, 1Ί, 15, 17, 18, 19) zur Übernahme der Messung der spannungsbezogenen Punktion und der Messung der Drehungsfunktion und zum Ermitteln einer Änderungsgeschwindigkeit der spannungsbezogenen Funktion in Bezug auf die Drehungsfunktion,
    eine Einrichtung (2o) zum Ermitteln, wann die Änderungsgeschwindigkeit eine Konstante wird,
    eine Einrichtung (15, 17, 18, 19, 2o) zum Ermitteln des Werts der konstanten Änderungsgeschwindigkeit,
    eine Einrichtung (11, 23, 25) zum Ermitteln eines Anfangspunktsfür die Verdrehung, beruhend auf einer linearen Extrapolation der ermittelten konstanten Änderungsgeschwindigkeit und einem momentanen Wert der spannungsbezogenen Punktion, wobei der Anfangspunkt dem Punkt der Drehungsfunktion entspricht, bei dem ein Nulldurchgang der spannungsbezogenen Punktion gegeben ist,
    eine Einrichtung (24, 25, 26, 27) zum Verdrehen des Verbindungselements, um einen proportional bestimmten Drehungsbetrag ausgehend von dem genannten Ausgangspunkt,
    eine Einrichtung (2) zum Anhalten der Verdrehung des Verbindungselements in Abhängigkeit davon, daß das Verbindungselement um den proportional bestimmten Drehungsbetrag verdreht ist.
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    10. Vorrichtung nach Anspruch S3 dadurch gekennzeichnet , daß die spannungsbezogene Funktion daß Drehmoment ist.
    11. Vorrichtung nach Anspruch S3 dadurch gekennzeichnet , daß die Drehungsfunktion die WinkelVerdrehung des Verbindungselements ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch S3 dadurch gekennzeichnet , daß die Drehungsfunktion die Zeit ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch S3 gekennzeichnet durch eine Einrichtung (lo) zum Überprüfen der ermittelten konstanten Änderungsgeschwindigkeit, um sicherzustellen, daß die konstante Änderungsgeschwindigkeit während des Pestziehzyklus konstant bleibt.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der als letzter ermittelte Wert der konstanten Änderungsgeschwindigkeit dazu Verwendung findet, den Nulldurchgang der spannungsbezogenen Funktion auf den neuesten Stand zu bringen.
    15. Vorrichtung nach Anspruch S3 gekennzeichnet durch eine Einrichtung (2o) zum Vergleichen der ermittelten konstanten Änderungsgeschwindigkeit mit einer vorbestimmten konstanten Änderungsgeschwindigkeit, um sicherzustellen, daß die ermittelte konstante Änderungsgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der konstanten Änderungsgeschwindigkeit liegt, als Mittel zur Überprüfung des Verbindungssystems.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurdh gekennzeichnet, daß der proportional bestimmte Drehungsbetrag ein vorbestimmter Drehungsbetrag ist, der auf bekannten Kennwerten des Verbindungselements und des Verbindungssystems beruht, wobei die Gewindegänge des Verbindungselements als Mikrometer Verwendung finden.
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    17. Verfahren zum Festziehen eines Verbindungselements, gekennzeichnet durch Verfahrensschritte
    des Verdrehens des Verbindungselements mit Hilfe eines kraftbetriebenen Festziehwerkzeugs,
    des Überwachens einer spannungsbezogenen Funktion und einer Drehungsfunktion, die auf das Verbindungselement Anwendung finden,
    des Ermitteins, wann die Änderungsgeschwindigkeit der spannungsbezogenen Funktion je Einheit der Drehungsfunktion eine Konstante wird,
    des Ermitteins des Wertes der konstanten Änderungsgeschwindigkeit,
    des Ermitteins eines Abschaltwerts für die spannungsbezogene Funktion unter Verwendung der genannten konstanten Änderungsgeschwindigkeit und eines proportional bestimmten Drehungs-^ betrags,
    des Anhaltens des Verdrehens des Verbindungselements durch Abschalten des kraftbetriebenen Festziehwerkzeugs dann, wenn der ermittelte Abschaltwert der spannungsbezogenen Funktion erreicht ist.
    18. Verfahren nach Anspruch 17> dadurch gekennzeichnet , daß die spannungsbezogene Funktion das durch das kraftbetriebene Festziehwerkzeug auf das Verbindungselement ausgeübte Drehmo-r ment ist.
    19· Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehungsfunktion die Winkelverdrehung des Verbindungselements ist.
    2o. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß ein vorbestimmter Schwellenwert für die spannungsbezogene Funktion Verwendung findet, um einen Punkt zu ermitteln, bei dem die spannungsbezogenen Funktion je Einheit der Drehungsfunktion eine Konstante ist.
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    21. Vorrichtung zum Festziehen eines Verbindungselement gekennzeichnet durch
    eine Einrichtung (1) zum Verdrehen des Verbindungselements,
    eine Einrichtung (5, 6) zum Überwachen einer spannungsbezogenen Funktion und einer Drehungsfunktion, die auf das Verbindungselement Anwendung finden,
    eine Einrichtung (8, 9, Io, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 19) zum Ermitteln, wann die Änderungsgeschwindigkeit der spannungsbezogenen Funktion je Einheit der Drehungsfunktion eine Konstante wird,
    eine Einrichtung (15, 17, 18, 19, 2o) zum Ermitteln des Werts der konstanten Änderungsgeschwindigkeit,
    eine Einrichtung (11, 23, 24, 25, 26, 27) zum Ermitteln eines Abschaltwerts der spannungsbezogenen Funktion unter Verwendung der genannten konstanten Änderungsgeschwindigkeit und eines proportional bestimmten Drehungsbetrags,
    eine Einrichtung (2) zum Anhalten der Verdrehung des Verbindungselements dann, wenn der ermittelte Abschaltwert der spannungsbezogenen Funktion erreicht ist.
    ORIGINAL INSPECTED 809842/0682
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GB (1) GB1575872A (de)
IT (1) IT1095106B (de)
SE (1) SE440869B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3710512A1 (de) * 1987-03-30 1988-10-20 Bosch Gmbh Robert Schraubverfahren und schrauber zum automatischen anziehen von schrauben und/oder muttern
EP0559937A1 (de) * 1992-03-11 1993-09-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Festziehen eines Schraubverbindungselementes

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179786A (en) * 1976-08-09 1979-12-25 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
USRE31569E (en) * 1976-08-09 1984-05-01 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
SE412647B (sv) * 1977-10-07 1980-03-10 Atlas Copco Ab Sett och anordning for overvakning och styrning av skruvforbandsatdragning
US4280380A (en) * 1978-06-02 1981-07-28 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4361945A (en) * 1978-06-02 1982-12-07 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4211120A (en) * 1978-08-08 1980-07-08 Sps Technologies, Inc. Tightening apparatus
US4210017A (en) * 1978-09-12 1980-07-01 Baker International Corporation Method and apparatus for generating an actual torque signal during the make-up of threaded joints
US4365402A (en) * 1978-09-12 1982-12-28 Baker International Corporation Method for counting turns when making threaded joints
US4176436A (en) * 1978-09-12 1979-12-04 Baker International Corporation Method and apparatus for counting turns when making threaded joints
US4316512A (en) * 1979-04-04 1982-02-23 Sps Technologies, Inc. Impact wrench
GB2148551A (en) * 1979-04-19 1985-05-30 Rockwell International Corp Apparatus for tightening a threaded fastener
US4235006A (en) * 1979-04-19 1980-11-25 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4226014A (en) * 1979-04-19 1980-10-07 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4233721A (en) * 1979-04-19 1980-11-18 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4219920A (en) * 1979-04-19 1980-09-02 Rockwell International Corporation Tension control of fasteners
US4244245A (en) * 1979-05-16 1981-01-13 Chicago Pneumatic Tool Company Fastener tension control system
US4344216A (en) * 1979-12-10 1982-08-17 Sps Technologies, Inc. Apparatus and method for tightening an assembly
US4375123A (en) * 1980-04-07 1983-03-01 Sps Technologies, Inc. Method and apparatus for tightening threaded fastener assemblies
JPS5822669A (ja) * 1981-07-23 1983-02-10 ロツクウエル・インタ−ナシヨナル・コ−ポレ−シヨン ねじ止め締付け装置
DE3218928A1 (de) * 1982-05-19 1983-11-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schraubvorrichtung
US4515020A (en) * 1983-02-23 1985-05-07 Vallourec Method and apparatus for ensuring correct thread make-up of a pipejoint
DE3422522A1 (de) * 1984-06-16 1985-12-19 Deutsche Gardner-Denver GmbH, 7084 Westhausen Streckgrenzgesteuertes anziehverfahren fuer verschraubungen
JPS6144582A (ja) * 1984-08-07 1986-03-04 マツダ株式会社 ナツトランナ−における塑性締め良否判定方法
US4613800A (en) * 1984-09-21 1986-09-23 The Boeing Company Servo system for measuring and controlling the amount of torque being applied to rotating tools and method
JPS62102978A (ja) * 1985-10-30 1987-05-13 マツダ株式会社 ねじ締付方法
JPS62246482A (ja) * 1986-04-18 1987-10-27 株式会社日立製作所 ねじ締付における高精度軸力管理法
JPS6374577A (ja) * 1986-09-19 1988-04-05 株式会社日立製作所 ねじ締付における高精度軸力管理法
US4969105A (en) * 1988-05-02 1990-11-06 Ingersoll-Rand Company Gasket compression control method having tension-related feedback
GB8901918D0 (en) * 1989-01-28 1989-03-15 Franks Casing Crews Uk Limited Control system
JPH04500782A (ja) * 1989-07-14 1992-02-13 ウォレン，リチャード　ポール 締結具を締め付ける時のガスケット圧縮力を監視する方法
US5257207A (en) * 1989-07-14 1993-10-26 Warren Richard P Method for monitoring gasket compression during fastener tensioning
SE464960B (sv) * 1990-03-09 1991-07-08 Nobelpharma Ab Vridaatdragare foer benfoerankrings- eller implantatelement/-verktyg
US5152046A (en) * 1990-10-24 1992-10-06 Sanyo Kiko Kabushiki Kaisha Fastener tightening method
SE9102120D0 (sv) * 1991-07-08 1991-07-08 Skf Nova Ab Surveillance system
US5315501A (en) * 1992-04-03 1994-05-24 The Stanley Works Power tool compensator for torque overshoot
US5396703A (en) * 1993-04-20 1995-03-14 Ingersoll-Rand Company Method of inspecting bearing insert assemblies
CA2121318C (en) * 1993-04-20 2005-02-01 Thomas J. Hathaway Method and apparatus for monitoring and controlling tightening of prevailing torque fasteners
US5517656A (en) * 1993-06-11 1996-05-14 Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education Multicomputer system and method
US5637968A (en) * 1993-10-25 1997-06-10 The Stanley Works Power tool with automatic downshift feature
US5668328A (en) * 1996-07-17 1997-09-16 Applied Power Inc. Method and apparatus for hydraulically tightening threaded fasteners
US6536520B1 (en) 2000-04-17 2003-03-25 Weatherford/Lamb, Inc. Top drive casing system
US6742596B2 (en) 2001-05-17 2004-06-01 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for tubular makeup interlock
US6782594B2 (en) 1997-12-30 2004-08-31 Ralph S. Shoberg Method and apparatus for auditing a tension load in the threaded fastener
US6212763B1 (en) * 1999-06-29 2001-04-10 Frederic M. Newman Torque-turn system for a three-element sucker rod joint
US7296623B2 (en) * 2000-04-17 2007-11-20 Weatherford/Lamb, Inc. Methods and apparatus for applying torque and rotation to connections
US7568522B2 (en) * 2001-05-17 2009-08-04 Weatherford/Lamb, Inc. System and method for deflection compensation in power drive system for connection of tubulars
US20040045729A1 (en) * 2002-09-09 2004-03-11 Lehnert Mark W. Control system for discontinuous power drive
GB2409833B (en) * 2002-10-16 2006-09-13 Snap On Tools Corp Ratcheting torque-angle wrench and method
CA2451263C (en) * 2002-11-27 2010-01-05 Weatherford/Lamb, Inc. Methods and apparatus for applying torque and rotation to connections
US20060249294A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-09 Jergens, Inc. Device for tightening threaded fastener joints
CA2586317C (en) 2006-04-27 2012-04-03 Weatherford/Lamb, Inc. Torque sub for use with top drive
DE102007019409B3 (de) * 2007-04-23 2008-11-13 Lösomat Schraubtechnik Neef Gmbh Kraftschrauber
DK2288783T3 (en) * 2008-04-25 2016-05-17 Weatherford Technology Holdings Llc METHOD FOR CONTROLLING TORQUE APPLICABLE a tubular CONNECTION
US8578793B2 (en) * 2008-10-22 2013-11-12 Atlas Copco Industrial Technique Aktiebolag Test method and tool for testing fastened fasteners
CA2686660C (en) * 2008-11-28 2018-06-19 Key Energy Services, Inc. Method and system for monitoring the efficiency and health of a hydraulically driven system
CA2686502C (en) 2008-11-28 2017-12-19 Key Energy Services, Inc. Method and system for controlling tongs make-up speed and evaluating and controlling torque at the tongs
US8726743B2 (en) 2011-06-22 2014-05-20 Weatherford/Lamb, Inc. Shoulder yielding detection during tubular makeup
CN105491965B (zh) 2013-07-19 2018-01-12 普罗德克斯有限公司 限制扭矩的螺丝刀
US9839998B2 (en) * 2015-04-07 2017-12-12 General Electric Company Control system and apparatus for power wrench
AU2016256390B2 (en) 2015-04-28 2019-04-18 Milwaukee Electric Tool Corporation Precision torque screwdriver
US10357871B2 (en) 2015-04-28 2019-07-23 Milwaukee Electric Tool Corporation Precision torque screwdriver
US10383674B2 (en) 2016-06-07 2019-08-20 Pro-Dex, Inc. Torque-limiting screwdriver devices, systems, and methods
US10422450B2 (en) 2017-02-03 2019-09-24 Weatherford Technology Holdings, Llc Autonomous connection evaluation and automated shoulder detection for tubular makeup
JP7387654B2 (ja) 2018-08-20 2023-11-28 プロ－デツクス・インコーポレイテツド トルク制限デバイス、システム、および方法
JP7096544B2 (ja) 2018-10-22 2022-07-06 株式会社Subaru ねじ締付装置及びねじ締付方法
US10844675B2 (en) 2018-12-21 2020-11-24 Weatherford Technology Holdings, Llc Autonomous connection makeup and evaluation
CN114986008B (zh) * 2022-07-22 2023-11-28 宁波九刃科技有限公司 一种全自动超薄热管焊接加工工作台

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2735594A1 (de) * 1976-08-09 1978-03-09 Rockwell International Corp Verfahren und vorrichtung zum anziehen von gewindebefestigungselementen mit einer vorbestimmten spannung
DE2751885A1 (de) * 1976-11-22 1978-05-24 Atlas Copco Ab Verfahren und vorrichtung zum vorspannen einer schraubverbindung
DE2803675A1 (de) * 1977-01-27 1978-08-03 Ingersoll Rand Co Verfahren und vorrichtung zum kontrollierten festziehen von schraubverbindungselementen
DE2751916C2 (de) * 1976-11-22 1987-08-20 Atlas Copco Ab, Nacka, Stockholm, Se

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2756622A (en) * 1954-05-21 1956-07-31 Gen Motors Corp Power operated torque wrench
ES440899A1 (es) * 1974-09-19 1977-06-16 Standard Pressed Steel Co Un metodo de apretar un organo de sujecion.
JPS51127955A (en) * 1975-04-28 1976-11-08 Shozo Haikawa Bolt tigh tening method
US3974883A (en) * 1975-05-19 1976-08-17 Standard Pressed Steel Co. Tightening system
JPS5220884A (en) * 1975-08-11 1977-02-17 Mitsubishi Electric Corp Method of calculating axial force of fastening members
US4026369A (en) * 1975-10-06 1977-05-31 Ingersoll-Rand Company Yield torque apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2735594A1 (de) * 1976-08-09 1978-03-09 Rockwell International Corp Verfahren und vorrichtung zum anziehen von gewindebefestigungselementen mit einer vorbestimmten spannung
DE2751885A1 (de) * 1976-11-22 1978-05-24 Atlas Copco Ab Verfahren und vorrichtung zum vorspannen einer schraubverbindung
DE2751916C2 (de) * 1976-11-22 1987-08-20 Atlas Copco Ab, Nacka, Stockholm, Se
DE2803675A1 (de) * 1977-01-27 1978-08-03 Ingersoll Rand Co Verfahren und vorrichtung zum kontrollierten festziehen von schraubverbindungselementen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Buch: VDI-Berichte, Nr.220, 1974, S.87-98 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3710512A1 (de) * 1987-03-30 1988-10-20 Bosch Gmbh Robert Schraubverfahren und schrauber zum automatischen anziehen von schrauben und/oder muttern
EP0559937A1 (de) * 1992-03-11 1993-09-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Festziehen eines Schraubverbindungselementes

Also Published As

Publication number Publication date
US4106176A (en) 1978-08-15
IT1095106B (it) 1985-08-10
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SE440869B (sv) 1985-08-26
DE2813565C2 (de) 1988-04-28
IT7822031A0 (it) 1978-04-06
CA1097772A (en) 1981-03-17
JPS6144635B2 (de) 1986-10-03
FR2386393A1 (fr) 1978-11-03
JPS53125700A (en) 1978-11-02
GB1575872A (en) 1980-10-01

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