DE3318910A1

DE3318910A1 - Method and device for programming an electronic wrench

Info

Publication number: DE3318910A1
Application number: DE19833318910
Authority: DE
Inventors: Oskar Ing.(grad.) 7073 Lorch Mohilo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-05-25
Filing date: 1983-05-25
Publication date: 1984-11-29

Abstract

A method in combination with a device for programming an electronic wrench with regard to the maximum tightening torque of the screw when making a screwed connection is proposed, which method enables the limit data of a screw to be fed quickly and reliably as a program into the electronic wrench so that the latter is programmed for the tightening of the relevant screw. For this purpose, the screw is placed in a scanning device in which its characteristic values are automatically determined by appropriate measuring operations after the response of a release contact and are then fed into a computer, which from these values, in comparison with predeterminable standardised values, calculates the maximum size of the tightening torque of the screw, and this value can be programmed as a desired value in the electronic system of the wrench.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Programmieren Method and device for programming

eines elektronischen Schraubenschlüssels Die Erfindung bezieht sich auf. ein Verfahren und eine Einrichtung zum Programmieren eines elektronischen Schraubenschlüssels hinsichtlich des maximalen Anziehdrehmoments einer Schraube beim Herstellen einer Schraubverbindung. an electronic wrench The invention relates to on. a method and apparatus for programming an electronic wrench regarding the maximum tightening torque of a screw when producing a Screw connection.

Im Vergleich mit mechanischen Drehmoment schlüsseln liefern elektronische Drehmomentschlüssel genauere Resultate und bieten darüber hinaus die Möglichkeit einer einfachen Doowmer.tation der entsprechenden Ergebnisse. Eine solche Dokumentation ist vor allem auch bei Instandsetzungsarbeiten vorteilhaft. Indessen müssen die Bereichs-und Grenzwertdaten, die in großer Vielfalt anfallen, manuell in die Elektronik des Schraubenschlüssels eingegeben werden. Dies birgt die Gefahr in sich, daß Eingabefehler vorkommen, so daß die Schraubverbindung unbefriedigend wird und die Dokumentation mit Fehlern behaftet ist.Compared with mechanical torque wrenches, electronic ones deliver Torque wrenches provide more accurate results and also offer the option a simple doowmer.tation of the corresponding results. Such documentation is especially advantageous for repair work. Meanwhile they have to Range and limit value data, which arise in great variety, manually into the electronics of the wrench. This harbors the risk of input errors occur, so that the screw connection is unsatisfactory and the documentation is flawed.

So sind zum Beispiel bei einem elektronischen Schraubenschlüssel die Werte für das Drehmoment und den Drehwinkel nach plus und minus für die verschiedensten Schraubengrößen als Programm in die Elektronik des Schlüssels einzugeben.For example, with an electronic wrench, the Values for the torque and the angle of rotation according to plus and minus for the most diverse Enter screw sizes as a program in the wrench's electronics.

Im Falle dreistelliger Größen für diese Werte müssen am Tastenfeld 4 x 3 Tasten gedrückt werden, wobei noch nicht berücksichtigt ist, daß die infrage kommenden Werte zuvor erst einmal in einem Tabellenbuch aufgesucht und heraus gelesen werden müssen.In the case of three-digit values for these values, on the keypad 4 x 3 buttons are pressed, whereby it is not yet taken into account that the question The following values are first looked up in a table of tables and read out beforehand Need to become.

Ausæehend von der Tatsache, daß bei Reparaturarbeiten die die reparaturanfälligen Bauteile zusammenhaltenden sowie in der Regel auch noch weitere, andere Werkstücke ziteinandet verbindende Schrauben erst einmal herausgeschraubt werden müssen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Grenzdaten der jeweils herausgedehten Schraube rasch und sicher als Programm in einen elektronischen Drehmomentschlüssel einzugeben, so daß dieser für das Festziehen der betreffenden Schraube programmiert ist.Based on the fact that in repair work those who are susceptible to repairs Components that hold together and, as a rule, other workpieces as well screws that connect each other have to be unscrewed first the invention is based on the object, the limit data of each extended screw to be entered quickly and safely as a program in an electronic torque wrench, so that it is programmed to tighten the screw in question.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schraube in eine Abtasteinrichtung eingelegt wird, in welcher ihre charakteristischen Werte nach dem Ansprechen eines Auslösekontakts durch entsprechende Meßvorgänge ermittelt und danach in einen Rechner eingegeben werden, der aus diesen vierten im Vergleich mit voreingebbaren genormten Werten die maximale Größe für das Anziehdrehmoment der Schraube errechnet, und daß dieser Wert als Sollwert in die Elektronik des Schraubenschlüssels einprogrammierbar ist.According to the invention, this object is achieved in that the screw is inserted into a scanning device, in which their characteristic values determined by appropriate measurement processes after a trigger contact has responded and then entered into a calculator that compares these fourth with preset standardized values the maximum size for the tightening torque of the screw is calculated, and that this value is used as a setpoint in the electronics of the wrench is programmable.

Die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen beinhalten zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The measures listed in the subclaims contain appropriate measures Refinements and developments of the method according to the invention.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.

Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Ermittlung der Steigung des Gewindes der betreffenden Schraube, Fig. 2 eine beispielsweise Anordnung zur Messung des Durchmessers der Schraube, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Ermittlung der Festigkeitsklasse der Schraube, Fig. 4 eine aus den einzelnen Anordnungen gemäß den Figuren 1 bis 3 gebildete Abtasteinrichtung zur selbsttätigen Ermittlung der charakteristischen Werte einer Schraube.1 shows an exemplary embodiment of an arrangement for determining the pitch of the thread of the screw in question, FIG. 2, for example Arrangement for measuring the diameter of the screw, Fig. 3 shows an embodiment an arrangement for determining the strength class of the screw, Fig. 4 from the individual arrangements according to Figures 1 to 3 formed scanning device for the automatic determination of the characteristic values of a screw.

Die' Anordnung zur Ermittlung der Steigung der abzutastenden Schraube nach Fig.1 besteht aus einem Synchronmotor 1, der über ein Getriebe 2 eine in einem Kugellager 3 gelagerte Gewindespindel 4 antreibt. Auf der Gewindespindel 4 sitzt ein berührungslos arbeitender, der Schraube 5 zugeordneter Abtastkopf 6 zum Beispiel in Form einer Reflexlichtschranke oder dergleichen Bauelement. Der Synchronmotor wird beispielsweise mit einer 50 Hz-Spannung gespeist, und die Übersetzung des Getriebes 2 sei ü= 10:1. Die Gewindespindel 4 weist ein Gewinde mit einer Steigung -s=Q,5 mm auf.The 'arrangement for determining the pitch of the screw to be scanned according to Figure 1 consists of a synchronous motor 1, which has a transmission 2 one in one Ball bearing 3 drives threaded spindle 4. Seated on the threaded spindle 4 a non-contact scanning head 6 associated with the screw 5, for example in the form of a reflex light barrier or similar component. The synchronous motor is fed, for example, with a 50 Hz voltage, and the translation of the gearbox 2 let ü = 10: 1. The threaded spindle 4 has a thread with a pitch -s = Q.5 mm on.

Damit ergibt sich für die Gesamtübersetzung üg = s [mm] ,= 0,5 [mm] ü 10 = 0,05 [mm] ; ( nmot = Motorumdrehung).This results in the total transmission ratio üg = s [mm], = 0.5 [mm] ü 10 = 0.05 [mm]; (nmot = motor revolution).

nmot Die zeit für eie Umdrehung g des Synchroemotors beträgt bei 50 Hz t = 0,02 sec. Für die Steigung Sg des Gewindes der Schraube gilt: Sg = s [mm] . T [sec] ( 1 ) . nmot The time for one revolution g of the synchro motor is at 50 Hz t = 0.02 sec. The following applies to the pitch Sg of the thread of the screw: Sg = s [mm] . T [sec] (1).

ü . g . 0,02 [sec] Dabei ist T die Abtastzeit und g die Anzahl der abgetasteten Gewindegänge. ü. g. 0.02 [sec] T is the sampling time and g is the number of scanned threads.

Angenommen, es werden 5 Gewindegänge abgetastet und die Abtastzeit betrage 4 Sekunden, dann sind je Gewindegang 4/5 = 0,8 sec Abtastzeit benötigt worden. Aus ( 1 ) folgt dann: Sg = 0,05[mm].0,8[sec] = 2 mm.Assume that 5 threads are scanned and the scanning time amount to 4 seconds, then 4/5 = 0.8 sec sampling time are required for each thread turn. From (1) it then follows: Sg = 0.05 [mm] .0.8 [sec] = 2 mm.

0,02 [sec] Durch die Ermittlung der Weglänge w über die Abtastzeit kann auf einen besonderen Wegaufnehmer verzichtet werden. 0.02 [sec] By determining the path length w over the sampling time a special displacement transducer can be dispensed with.

Bei der beispielsweisen Anordnung zum Erfassen des Durchmessers des Gewindeschafts der Schraub.e nach: Fig. 2 ist dem Schaft 7.der Schraube 5 ein Meßwertgeber 8 zugeordnet, der mechanisch mit zwei Meßbacken 9,10 verbunden ist, welche den Schaft 7 der Schraube 5 zwischen sich aufnehmen (Prinzip einer Schiebelehre). Die beiden Meßbacken stehen unter der Wirkung einer Rückstellkraft, welche durch eine Feder 11 a4fgebracht wird. Die Ausgangslage der beiden Meßbacken wird dabei jeweils mittels eines Elektromagneten 12,13 aufrechterhalten. Beim Öffnen des Deckels der Abtasteinrichtung werden die Meßbacken selbsttätig å jeweils bis zu einem'Meßanschlag 14,15 auseinandergedrückt (Maximalwert), wodurch hinreichend Platz auch für Schrauben mit großem Durchmesser verbleibt.In the exemplary arrangement for detecting the diameter of the Threaded shaft of the screw according to: Fig. 2, the shaft 7 of the screw 5 is a transducer 8 assigned, which is mechanically connected to two measuring jaws 9,10, which the shaft 7 of the screw 5 take up between them (principle of a slide gauge). The two Measuring jaws are under the action of a restoring force which is generated by a spring 11 a4f is brought. The starting position of the two measuring jaws is thereby respectively maintained by means of an electromagnet 12,13. When opening the lid of the The measuring jaws are automatically scanned up to a measuring stop 14.15 pushed apart (maximum value), which also provides enough space for screws with a large diameter remains.

Diese öffnungslage der Meßbacken gilt als Kalibrierwert für die Abtastung ds Schraubendurchmessers. Wird der Deckel der Abtasteinrichtung geschlossen, ohne daß eine Schraube in die Abtasteinrichtung eingelegt ist, dann sind die Meßbacken 9,10 geschlossen und der Meßwertgebe.r bringt den Wert Null. Die beiden Werte (Maximalwert und Null) können gegebenenfalls elektronisch überwacht und. nachreguliert werden.This opening position of the measuring jaws is used as the calibration value for the scanning ds screw diameter. If the cover of the scanning device is closed without that a screw is inserted into the scanning device, then the measuring jaws 9,10 closed and the Meßwertgebe.r brings the value zero. The two values (maximum value and zero) can optionally be monitored electronically and. be readjusted.

Wird eine Schraube in die Abtasteinrichtung eingelegt, so werden die beiden Meßbacken beim Schließen des Deckels der Abtasteinrichtung an den Schaftteil bzw. an den Gewindeteil der-Schraube angepreßt. Der angegebene Wert entspricht dann dem Schraubendurchmesser.If a screw is inserted into the scanning device, the two measuring jaws when closing the cover of the scanning device on the shaft part or pressed against the threaded part of the screw. The specified value then corresponds to the screw diameter.

Das in Fig.3 dargestellte Ausführungsbeispiel zum Erfassen der Festigkeitsklasse einer Schraube enthält eine Wechselstrombrücke, deren einen Spulenzweig bildende Meßspule 16 der in der Abtasteinrichtung befindlichen Schraube 5 zugeordnet ist. Im zweiten Zweig der Wechselstrombrücke ist eine identische Meßspule 16' vorgesehen, auf welche ein Vergleichswerkstoff bzw. eine Vergleichsschraube 17 einwirkt, deren Material und Festigkeit bekannt sind. Werden die beiden Meßspulen 16 und 16' den ihnen zugeordneten Schrauben 5 und 17 bzw. im letzteren Fall einem Vergleichswerkstoff in gleicher Weise (identisch) angenähert, so ist im Falle gleicher Materialbeschaffenheit und gleicher Festigkeit der Schrauben 5 und 17 die Rückwirkung auf die beiden Meßspule 16 und 16' ebenfalls gleich bzw. identisch, und die Meßbrücke ist abgeglichen, sofern die anderen beiden Brückenzweige R1 und R2 ebenfalls gleich groß sind. Das Meßgerät 18 zeigt in diesem Fall den Wert Null.The embodiment shown in Figure 3 for detecting the strength class one screw contains an alternating current bridge, which forms a branch of the coil Measuring coil 16 is assigned to the screw 5 located in the scanning device. An identical measuring coil 16 'is provided in the second branch of the AC bridge, on which a comparison material or a comparison screw 17 acts, whose Material and strength are known. If the two measuring coils 16 and 16 'the screws 5 and 17 assigned to them or, in the latter case, a comparison material approximated in the same way (identically), this is the case in the case of the same material properties and the same strength of the screws 5 and 17, the reaction on the two measuring coil 16 and 16 'also the same or identical, and the measuring bridge is balanced, provided that the other two bridge branches R1 and R2 are also the same size. The measuring device 18 shows the value zero in this case.

Würde sich die zu erfassende Schraube 5 von der Vergleichsschraube 17 bzw. vom Vergleichsmaterial hinsichtlich ihrer Materialbeschaffenheit und/oder Festigkeit untersche,,iden, sobefände. sich die Meßbrücke im nicht abgeglichenen Zustand und würde einen entsprechenden Wert anzeigen. In einem solchen Fall müßte die Vergleichsschraube 17 bzw. das Vergleichsmaterial überprüft werden.If the screw 5 to be detected would be different from the comparison screw 17 or from the comparative material with regard to their Material properties and / or strength differ, iden, so found. the measuring bridge in the not balanced State and would display a corresponding value. In such a case would have to the comparison screw 17 or the comparison material can be checked.

Ein aus den einzelnen, im Prinzip dargestellten Anordnungen gemäß den Figuren 1 bis 3 aufgebaute und in einem Gehäuse 19 untergebrachte Abtasteinrichtung zeigt Fig. 4.One of the individual arrangements shown in principle in accordance with 1 to 3 constructed and accommodated in a housing 19 scanning device Fig. 4 shows.

Der nicht gezeichnete Gehäusedeckel hat dabei die im vorstehenden angegebene Eontrollfunktion bei der Messung des Durchmessers der Schraube und schützt die Abtasteinrichtung gegen Staub und Feuchtigkeit.The housing cover, not shown, has the above specified control function when measuring the diameter of the screw and protects the scanning device against dust and moisture.

Der Vergleichswerkstoff 17 ist hierbei durch zylindrische Elemente verkörpert, die gleichmäßig versetzt und jeweils auf gleichem Radius auf einer Scheibe 20 angebracht sind, die von einem Getriebemotor 21 in' Drehung versetzbar ist. Auf der Antriebswelle 22 ist ein Lagemelder 23 angeordnet. Im Meßzweig der Wechselstrombrücke ist ein dem ausgangsseitig an Erde liegenden Meßgerät 18 vorgeschalteter Verstärker 24 vorgesehen.The comparison material 17 is made up of cylindrical elements embodied, which are evenly offset and each on the same radius on a disc 20 are attached, which can be set in rotation by a gear motor 21. on a position indicator 23 is arranged on the drive shaft 22. In the measuring branch of the AC bridge is an amplifier connected upstream of the measuring device 18, which is connected to earth on the output side 24 provided.

Durch Betätigung einer Auslösevorrichtung, , z.B. eines Kontakts beim Schließen des Deckels, tritt die Abtasteinrichtung in Funktion und die entsprechenden Daten der betreffenden -Schraube werden auf.die erläuterte Weise erfaßt. Mit diesen Größen ermittelt ein Rechner 25 der Abtasteinrichtung die Grenzdaten für die eingelegte Schraube und gibt diese an den angeschlossenen Schraubenschlüssel 26 weiter. Damit ist dieser für das Festziehen der Schraube programmiert.By actuating a release device, e.g. a contact at When the lid is closed, the scanning device and the corresponding ones come into operation Data of the screw concerned are recorded in the manner explained. With these A computer 25 of the scanning device determines the limit data for the inserted variables Screw and passes it on to the connected wrench 26. In order to this is programmed to tighten the screw.

Als besonders vorteihaft hat es sich erwiesen, die Anziehdrehmomente während des Schraubvorgangs in der Elektronik des zum Anziehen der Schraube verwendeten Drehmomentschlüssels zu speichern, desgleichen das Datum und die Uhrzeit.The tightening torques have proven to be particularly advantageous during the screwing process in the electronics of the used to tighten the screw To save the torque wrench, as well as the date and time.

Die gespeicherten Werte können dann einer'Dokumentationszentrale übermittelt und im Bedarfsfall, z.B. bei der nächsten Schlüsselprogrammierung, abgerufen werden. The stored values can then be sent to a documentation center transmitted and called up if necessary, e.g. during the next key programming will.

Bei geeigneter Ausführung des Drehmoment schlüssels können auch mehrere Schraubentypen einprogrammiert werden und diese Programme in beliebiger Reihenfolge und beliebig oft für das Anziehen der zugehörigen Schraube abgerufen werden. With a suitable design of the torque wrench can even several screw types can be programmed and these programs in any Sequence and as often as required for tightening the associated screw will.

Es ist ohe weiteres auch möglich, die Abtasteinrichtung mit einer Anordnung zum Lesen von an der Schraube angebrachten Codierungen auszurüsten.It is also possible to use the scanning device with a Equip arrangement for reading codes attached to the screw.

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Claims

Claims 0 Method for programming an electronic Wrench with regard to the maximum tightening torque of the screw Establishing a screw connection, characterized in that the screw in a scanning device is inserted in which its characteristic values automatically after a trigger contact has responded by appropriate weighing processes determined and then entered into a computer1 of these values In comparison with standard values that can be preset, the maximum size for the tightening torque of the screw is calculated, and that this value is entered as a setpoint in the electronics of the Wrench is programmable.

2. The method according to claim 1, characterized in that the in the measured values entered by the computer and / or the limit values calculated by it can be registered by means of a printer that can be connected to the computer.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the pitch of the thread of the screw by scanning a certain number of threads in relation to the associated linear path (screw section) is determined, the diameter of the threaded shaft of the screw by means of a electronic transducer is measured and the strength of the screw by Utilization of the reaction of alternating currents on a measuring coil is detected.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that that at least one of the thread pitch values determined in the scanning system, Enter the diameter of the thread shank and strength class of the screw in the calculator is entered and that further identification sizes and / or markings of the screw can be detected in the scanning device and fed to the computer.

5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that that when screwing together components of different material properties Lower torque required in relation to the full tightening torque, material-related can be preselected and / or programmed into the electronics of the torque wrench is.

6. Device for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the scanning of a specific Number of threads and the associated screw section by means of a contactless working probe head (6), which is driven by a synchronous motor (1) possibly via a gear (2) driven spindle (4) with a defined thread pitch is arranged axially adjustable.

7. Device for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 5 and according to claim 6, characterized in that for determining the diameter of the screw shank between two opposite, the screw shaft between the receiving jaws (9,10) and arranged whose movement is provided by iVIeSwertgeber (8) and the two below the effect of a restoring force from a mebacen against the restoring force sustained Starting position with maximum jaw distance to Measurement process automatically released and the effect of it on the screw shaft can be left to the restoring force applied.

8. Device according to claim 7, characterized in that the starting position of the two measuring jaws (9, 10) each maintained by means of an electromagnet (12, 13) and the restoring force is embodied by a spring (11).

9. Device for carrying out the procedure according to one or more of claims 1 to 5 and according to one or more of claims 6 to 8, characterized characterized in that the screw located in the scanning device for detection their strength class a measuring coil forming a branch of an alternating current bridge (16) and an identical comparison coil in the second branch of this bridge (16 ') is provided, on which a comparison material (comparison screw) from known material and known strength acts, such that the measuring bridge each with the same approach of the two coils (16, 16 ') to them in each case assigned screw or, in one case, to the reference substance with the same in each case Material properties and strength are balanced.

10. Method and device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the tightening torques during the screwing process can be stored in the electronics of the torque wrench, as can the date and the time, and that the stored fourth can be transmitted to a documentation center are.

11. Process and device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that into the electronics of the torque key several screw types can be programmed and these programs in in any order and as often as required for tightening the corresponding screw can be activated.

12. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 5 and according to one or more of claims 6 to 9, characterized in that that the scanner is mounted on the screws with an arrangement for reading from Codings is equipped.