[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

SE515974C2 - Method of biasing a joint containing two or more threaded fasteners - Google Patents

Method of biasing a joint containing two or more threaded fasteners

Info

Publication number
SE515974C2
SE515974C2 SE9804588A SE9804588A SE515974C2 SE 515974 C2 SE515974 C2 SE 515974C2 SE 9804588 A SE9804588 A SE 9804588A SE 9804588 A SE9804588 A SE 9804588A SE 515974 C2 SE515974 C2 SE 515974C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
joint
fasteners
clamping force
torque
tightening
Prior art date
Application number
SE9804588A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9804588D0 (en
SE9804588L (en
Inventor
Tobias Axel Andersson
Original Assignee
Atlas Copco Tools Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Tools Ab filed Critical Atlas Copco Tools Ab
Priority to SE9804588A priority Critical patent/SE515974C2/en
Publication of SE9804588D0 publication Critical patent/SE9804588D0/en
Priority to PCT/SE1999/002487 priority patent/WO2000038879A1/en
Priority to JP2000590817A priority patent/JP2002533225A/en
Priority to EP99965696A priority patent/EP1146993A1/en
Publication of SE9804588L publication Critical patent/SE9804588L/en
Publication of SE515974C2 publication Critical patent/SE515974C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/065Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines
    • B23P19/066Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines by electrical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/069Multi-spindle machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

A method for pretensioning a joint to a predetermined clamping load level, which joint is apt to settlement during pretensioning and comprises two or more threaded fasteners (15 a-d) to be tightened by a simultaneous engagement of individually rotated and controlled torque delivering tools (19 a-d), comprising the steps of: I) applying simultaneously a tightening torque on each one of the fasteners (15 a-d), II) measuring during the torque application the instantaneous axial load (F) in each one of the fasteners (15 a-d), III) interrupting the torque application on each one of the fasteners as the axial load (F) on the respective fastener (15 a-d) has reached a predetermined axial load (FT) which corresponds to the intended clamping load level in the joint (10), IV) reapplying a tightening torque one or more times on that fastener or those fasteners (15 a-d) on which the axial load (F) has decreased due to settlement of the joint (10) during one or more relaxation time intervals so as to regain the predetermined axial load level (FT), and V) terminating the pretensioning process of the joint (10) as the axial load (F) has remained substantially unchanged at the predetermined axial load level (FT) for a final time interval in all of the fasteners (15 a-d), thereby providing the intended clamping load level in the joint (10).

Description

515 9314 n o c us en oun- n u 1 o :een u non: u o o o :can c n n 0 I Q u Oc o 1 none n a u o alo- o Q nu 1 0 1 u a :Q 2) ett beroende av den väsentliga skillnaden i statiskt och dynamiskt friktionsmotstånd som föreligger i de gängade fästelementen, vilket också resulterar i en oönskad spridning av förspänningsnivån i förbandet, och 3) en kontinuerlig momentansättning av àtdragningsverktyget, även vid stillastående, vilket innebär att det är svårt att använda elektriska åtdragningsverktyg beroende på överhettningsproblem i verktygsmotorn. 515 9314 noc us en oun- nu 1 o: een u non: uooo: can cnn 0 IQ u Oc o 1 none nauo alo- o Q nu 1 0 1 ua: Q 2) a dependence on the significant difference in static and dynamic frictional resistance present in the threaded fasteners, which also results in an undesired spread of the bias level in the joint, and 3) a continuous torque application of the tightening tool, even at standstill, which means that it is difficult to use electric tightening tools due to overheating problems in tooling problems.

Vad beträffar friktionsberoendet hos den momentrelaterade åtdragningsmetoden är det viktigt att notera att huvuddelen, ibland omkring 90% av det avgivna momentet, absorberas av friktionsmotstånd i de gängade fästelementen, och eftersom friktionen typiskt varierar med 25-30% är det uppenbart att det uppmätta momentet är en mycket dålig reflektion av den klämkraft som uppnås av fästelementen.As for the friction dependence of the torque-related tightening method, it is important to note that the bulk, sometimes about 90% of the torque delivered, is absorbed by frictional resistance in the threaded fasteners, and since the friction typically varies by 25-30%, it is obvious that the measured torque is a very poor reflection of the clamping force achieved by the fastening elements.

Huvudändamålet med uppfinningen är att lösa ovannämnda problem och att väsentligt förbättra noggrannheten hos den uppnådda klämkraften genom referens till den aktuella axialkraften i varje fästelement under hela förspänningsförloppet.The main object of the invention is to solve the above-mentioned problems and to substantially improve the accuracy of the obtained clamping force by reference to the actual axial force in each fastening element during the entire prestressing process.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen baserar sig åtdragningsmetoden på bestämningen av variationerna i axialkraft på vart och ett av fästelementen via bestämningen av variationer i fästelementens längd genom uppmätning av variationer i flykttid för överljudsvågor som induceras i fästelementen.According to a preferred embodiment of the invention, the tightening method is based on the determination of the variations in axial force on each of the fastening elements via the determination of variations in the length of the fastening elements by measuring variations in flight time for supersonic waves induced in the fastening elements.

Ytterligare särdrag och fördelar hos uppfinningen kommer att framgå av den följande beskrivningen i vilken beskrivs ett exempel med referens till bifogade ritningar.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description in which an example is described with reference to the accompanying drawings.

Ritningsförteckning: 515 974 Fig 1 visar ett förband inkluderande fyra gängade fästelement och en àtdragningsanordning för samtidig och individuell åtdragning av fästelementen.List of drawings: 515 974 Fig. 1 shows a joint including four threaded fastening elements and a tightening device for simultaneous and individual tightening of the fastening elements.

Fig 2 visar ett längsgående snitt genom en momentavgivande spindel med en mutterhylsa och en ljudvàgsinducerande elektrod för samverkan med ett gängat fästelement.Fig. 2 shows a longitudinal section through a torque-emitting spindle with a nut sleeve and a sound-path-inducing electrode for co-operation with a threaded fastening element.

Fig 3 visar ett diagram som illustrerar ätdragningen av ett av fästelementen hos ett förband under åtdragning i enlighet med uppfinningen.Fig. 3 is a diagram illustrating the tightening of one of the fasteners of a joint during tightening in accordance with the invention.

Fig 4 visar ett diagram liknande Fig 3 och illustrerar åtdragning av ett andra fästelement ingående i samma förband.Fig. 4 shows a diagram similar to Fig. 3 and illustrates tightening of a second fastening element included in the same joint.

Fig 5 visar ett diagram som illustrerar åtdragning av ett av fästelementen hos ett förband i enlighet med en tvàstegsförspänningsmetod_ Förspänningsmetoden enligt uppfinningen kommer att beskrivas i samband med ett förband som innefattar minst två gängade fästelement. Exemplet som visas i Fig 1 innefattar ett förband 10 som bildas av en huvuddel 11 och en ansluten övre del 12. Förbandet 10 innefattar en packning 13 för åstadkommande av en tät förbindelse mellan de tvâ delarna 10, 11. En vanlig tillämpning av denna typ av förband är montering av cylinderlock pà motorblock hos förbränningsmotorer.Fig. 5 shows a diagram illustrating tightening of one of the fastening elements of a joint in accordance with a two-stage prestressing method. The prestressing method according to the invention will be described in connection with a joint comprising at least two threaded fastening elements. The example shown in Fig. 1 comprises a dressing 10 formed by a main part 11 and a connected upper part 12. The dressing 10 comprises a gasket 13 for providing a tight connection between the two parts 10, 11. A common application of this type of joints are the mounting of cylinder heads on engine blocks of internal combustion engines.

Uppfinningen är emellertid lika väl applicerbar pä förband utan packningar men innefattande en eller flera delar som gör förbandet benäget att sätta sig under förspänningen.However, the invention is equally well applicable to dressings without gaskets but comprising one or more parts which make the dressing prone to settle under the pretension.

Huvudsaken är att förbandet har sådana egenskaper att klämkraften i förbandet tenderar att minska under ett initialt àtdragningsskede förutsatt att inga specifika åtgärder vidtas.The main thing is that the joint has such properties that the clamping force in the joint tends to decrease during an initial tightening stage, provided that no specific measures are taken.

Förbandet som illustreras i Fig 1 innefattar fyra gängade_ fästelement 15 a-d i form av skallskruvar införda genom den övre delen 12 och ingängade i huvuddelen 11, eller i form LH _A- çn \Q ~J 4% av pinnbultar fastmonterade i huvuddelen 11 och muttrar pàgängade på den övre delen av sådana pinnbultar.The joint illustrated in Fig. 1 comprises four threaded fasteners 15d in the form of head screws inserted through the upper part 12 and threaded into the main part 11, or in the form of 4% of pin bolts fixedly mounted in the main part 11 and nuts threaded on the upper part of such studs.

I Fig 1 visas också en multipelmutterdragare 18 uppvisande fyra individuellt roterbara och styrda utgående axlar 19a-d vilka är avsedda att samtidigt samverka med de gängade fästelementen 15 a-d och att utöva ett åtdragningsmoment på dessa.Fig. 1 also shows a multiple nutrunner 18 having four individually rotatable and controlled output shafts 19a-d which are intended to simultaneously cooperate with the threaded fastening elements 15a-d and to exert a tightening torque thereon.

Såsom visas i Fig 2 har var och en av mutterdragarspindlarna 19 en splines-försedd ände 22 för uppbärande av en hylsa 23 för samverkan med fästelementet.As shown in Fig. 2, each of the nut puller spindles 19 has a splined end 22 for supporting a sleeve 23 for co-operation with the fastener.

Varje spindel 19 är axiellt förskjutbar och fjäderbelastad av en fjäder 24 mot ingreppsläget med respektive fästelement 15. Var och en av spindlarna 19 är också försedd med ett organ 25 för generering och detektering av ultraljudvàgor genom anliggande samverkan med ändytan 26 hos fästelementet 15.Each spindle 19 is axially displaceable and spring-loaded by a spring 24 towards the engaging position with respective fastening elements 15. Each of the spindles 19 is also provided with a means 25 for generating and detecting ultrasonic waves by abutting interaction with the end surface 26 of the fastening element 15.

I detta exempel innefattar organet 25 för generering och detektering av ultraljudvàgor en elektrod 27 anordnad koncentriskt i spindeln 19,samt en piezo-elektrisk givare 28 som är oseparerbart anbringad på den bakre ändytan 26 hos fästelementet 15. Elektroden 27 är ansluten till en styrenhet (icke visad) placerad i multipelmutterdragaren 18 eller på avstånd därifrån, och änden hos elektroden är axiellt fjäderbelastad av en icke illustrerad fjäder till kontakt med givaren 28.In this example, the means 25 for generating and detecting ultrasonic waves comprises an electrode 27 arranged concentrically in the spindle 19, and a piezoelectric sensor 28 which is inseparably mounted on the rear end surface 26 of the fastening element 15. The electrode 27 is connected to a control unit (not shown) located in or spaced apart from the multiple nutrunner 18, and the end of the electrode is axially spring loaded by a spring (not illustrated) into contact with the sensor 28.

Denna typ av anordning för generering och detektering av ultraljudvågor är tidigare i och för sig förut känd exempelvis genom USA-patentet 4,846,001.This type of device for generating and detecting ultrasonic waves is previously known per se, for example by U.S. Patent 4,846,001.

För att illustrera förspånningsmetoden enligt en utföringsform av uppfinningen refereras till de två diagrammen som visas i Fig 3 och 4 och som illustrerar 515 974 axialkraften F och rotationsvinkeln @ i relation till tiden för två av fästelementen i förbandet 10. Åtdragningsresponsen hos de två andra icke illustrerade fästelementen är ungefär densamma men av tydlighetsskäl är beskrivningen begränsad till bara två av fästelementen. Det bör noteras att den beskrivna och illustrerade förspänningsmetoden utgör endast ett exempel av metoden enligt uppfinningen i vilken den avsedda slutliga klämkraftnivän FT i förbandet ästadkommes direkt, dvs. denna metod innefattar inte nägra mellanliggande steg där förbandet àtdrages till en eller flera klämkraftnivàer.To illustrate the biasing method according to an embodiment of the invention, reference is made to the two diagrams shown in Figs. 3 and 4 which illustrate the axial force F and the angle of rotation @ in relation to the time of two of the fasteners in the joint 10. The tightening response of the other two not illustrated the fasteners are approximately the same but for the sake of clarity the description is limited to only two of the fasteners. It should be noted that the described and illustrated biasing method is only an example of the method according to the invention in which the intended final clamping force level FT in the joint is achieved directly, i.e. this method does not involve any intermediate steps where the joint is tightened to one or more clamping force levels.

Uppfinningen är emellertid inte alls begränsad till den beskrivna metoden utan kan likaväl inkludera mellanliggande steg som slutar vid en eller flera klämkraftniváer liggande under den avsedda slutliga klämkraftnivàn FT Förbandet 10 som helhet liksom var och en av fästelementen 15 a - d är avsedda att förspännas till en förutbestämd mälnivà P3 hos axialkraften. Detta uppnås genom att spindlarna 19 a - d hos mutterdragaren 18 anbringas pä fästelementen 15 a-d och ett ätdragningsmoment ansätts samtidigt pä alla fästelementen 15 a-d till den avsedda klämkraftmälnivàn FT uppnås. Därefter stannas mutterdragarspindlarna. Axialkraften F i fästelementen, vilken illustreras med en heldragen linje i diagrammen i Fig 3 och 4, stiger alltså direkt fràn noll till màlnivàn FT . Denna uppnås i punkten tl där fästelementet har roterats till ett vinkelläge G5. Vinkelläget hos fästelementet illustreras med den streckade linjen i diagrammet och dä rotationen upphör blir den streckade linjen horisontell.However, the invention is not at all limited to the described method but may equally include intermediate steps terminating at one or more clamping force levels below the intended final clamping force level FT. predetermined measuring level P3 of the axial force. This is achieved by applying the spindles 19a - d of the nutrunner 18 to the fastening elements 15a-d and a tightening torque is applied simultaneously to all the fastening elements 15a-d until the intended clamping force level FT is reached. Then the nutrunner spindles stop. The axial force F in the fastening elements, which is illustrated by a solid line in the diagrams in Figs. 3 and 4, thus rises directly from zero to the target level FT. This is achieved at the point t1 where the fastening element has been rotated to an angular position G5. The angular position of the fastener is illustrated by the dashed line in the diagram and when the rotation ceases, the dashed line becomes horizontal.

Efter ett kort ögonblick, i punkten t2, har en sättning uppstått i förbandet vilken är tillräckligt stor för att initiera en àterstart av just den spindeln hos mutterdragaren 18 för att rotera fästelementet till ett 515 974 nytt vinkelläge G5 där axialkraften i fästelementet har återtagit den avsedda målnivån FT _ Detta inträffar i punkten ts där spindeln ånyo stoppas. Efter ytterligare ett tidsintervall och en ytterligare sättning hos förbandet 10 àterstartas mutterdragarspindeln vid punkten t4, för att förflytta fästelementet till ett läge G5 vilket uppnås vid punkten ts. Målbelastningsnivån FT har återuppnåtts.After a short moment, at point t2, a settlement has occurred in the joint which is large enough to initiate a restart of that particular spindle of the nutrunner 18 to rotate the fastener to a new angular position G5 where the axial force in the fastener has regained the intended target level FT _ This occurs at the point ts where the spindle is stopped again. After a further time interval and a further setting of the joint 10, the nutrunner spindle is restarted at point t4, to move the fastener to a position G5 which is reached at point ts. The target load level FT has been reached again.

Efter ytterligare ett uppehåll har förbandet 10 satt sig ytterligare och mutterdragarspindeln återstartas en tredje gång i punkten ts för att återupprätta den avsedda axialkraftnivån FT i fästelementet. Detta uppnås i punkten t7. Efter detta förblir axialkraften konstant, dvs. inga ytterligare sättningar som påverkar fästelementet inträder.After a further pause, the joint 10 has settled further and the nutrunner spindle is restarted a third time at point ts to re-establish the intended axial force level FT in the fastener. This is achieved at point t7. After this, the axial force remains constant, ie. no further settlements affecting the fastener occur.

I en punkt tT där den uppmätta axialkraften F i alla fästelementen har varit konstant under ett visst tidsintervall avbryts åtdragningsprocessen.At a point tT where the measured axial force F in all the fastening elements has been constant for a certain time interval, the tightening process is interrupted.

Parallellt med åtdragningen av fästelementet såsom illustreras i diagrammet i Fig 3 åtdrages de andra tre fästelementen i förbandet 10 på ett liknande sätt. Ett av dessa illustreras i diagrammet i Fig 4. Såsom i det tidigare beskrivna exemplet resulterar den initiala rotationen av detta fästelement i en direkt förspänning till målbelastningsnivän FT i en punkt tl. I denna punkt har fästelementet nått ett vinkelläge G5, och efter fyra ytterligare återdragningar i punkterna tg, ty t¿ och ty läggs ytterligare rotationsvinklar till fästelementet från dä till ®2, G5, GQ och Qg. Åtdragningsprocessen avbryts i tT där axialkraften F har varit oförändrad vid màlbelastningsnivån Eg under ett visst tidintervall.In parallel with the tightening of the fastening element as illustrated in the diagram in Fig. 3, the other three fastening elements in the joint 10 are tightened in a similar manner. One of these is illustrated in the diagram in Fig. 4. As in the previously described example, the initial rotation of this fastener results in a direct bias to the target load level FT at a point t1. At this point, the fastener has reached an angular position G5, and after four further retractions at the points tg, ty t¿ and ty, additional angles of rotation are added to the fastener from there to ®2, G5, GQ and Qg. The tightening process is interrupted in tT where the axial force F has been unchanged at the target load level Eg for a certain time interval.

Såsom nämnts ovan avbryts hela processen då axialkraften har varit konstant i alla fästelementen under ett visst tidsintervall dvs. inga ytterligare sättningar har skett i 515 974 förbandet. Detta indikeras i punkten tT i diagrammet i Fig 3.As mentioned above, the whole process is interrupted when the axial force has been constant in all the fastening elements for a certain time interval, ie. no further settlements have taken place in the 515,974 unit. This is indicated at point tT in the diagram in Fig. 3.

Till följd av olika individuella karakteristika hos fästelementen 15 a-d, beroende bl.a. på deras olika placeringar i förbandet, inträffar åtdragningsåterstarten vid olika tillfällen för olika fästelement, dvs. ingen av punkterna tl - tv hos det först illustrerade fästelementet behöver sammanfalla med någon av punkterna tl - ts hos det andra fästelementet. Den slutliga punkten tT för avslutande av processen är dock gemensam för båda spindlarna.Due to different individual characteristics of the fastening elements 15 a-d, depending i.a. at their different locations in the joint, the tightening restart occurs at different times for different fasteners, ie. none of the points tl-tv of the first illustrated fastener need to coincide with any of the points tl-ts of the second fastener. However, the final point tT for terminating the process is common to both spiders.

Då målbelastningsnivån FT förblir konstant i alla fästelementen 15 a-d under ett visst tidsintervall, dvs. utan att några ytterligare sättningar har inträffat i förbandet, är åtdragningsprocessen komplett och mutterdragaren 18 avstängs slutligen.When the target load level FT remains constant in all the fastening elements 15 a-d for a certain time interval, i.e. without any further settling having occurred in the joint, the tightening process is complete and the nutrunner 18 is finally shut off.

En alternativ utföringsform av uppfinningen illustreras i Fig 5, nämligen en två-stegs-förspänningsprocess där förbandet initialt förspänns till en preliminär klämkraftnivå motsvarande en axialkraft Fpi vart och ett av fästelementen. Då denna preliminära belastningsnivå är säkert upprätthàllen i alla fästelementen fortsätter processen genom förspänning av fästelementet till målbelastningsnivån FT som motsvarar den önskade klämkraftnivån i förbandet.An alternative embodiment of the invention is illustrated in Fig. 5, namely a two-stage prestressing process where the joint is initially prestressed to a preliminary clamping force level corresponding to an axial force Fpi each of the fastening elements. Since this preliminary load level is safely maintained in all the fasteners, the process continues by biasing the fastener to the target load level FT which corresponds to the desired clamping force level in the joint.

Såsom illustreras i diagrammet i Fig 5 utförs två-stegs- förspänningsprocessen genom en initial åtdragning av vart och ett av fästelementen 15 a-d till en preliminär belastningsnivå FP. Denna uppnås vid en tidpunkt tl, varvid fästelementet har roterats till ett vinkelläge GQ.As illustrated in the diagram in Fig. 5, the two-stage biasing process is performed by an initial tightening of each of the fasteners 15a-d to a preliminary load level FP. This is achieved at a time t1, whereby the fastening element has been rotated to an angular position GQ.

Efter en viss tid har det förekommit en sättning i förbandet 10 vilket kräver att ett åtdragningsmoment åter 515 974 øøoøov I 0 caucus n 0 0 n se oo rann A n o urin nano 0 Q o 0 nan' :leo n n 0 0 ecco n o 0 0 coca a 0 n 0 0 0 O nu 0 0 :duo n 0 1 nen : U av 0 0 u 0 ansätts på förbandet i punkten tz. Den preliminära belastningen FP i fästelementet återuppnås vid G5” Efter ytterligare en sättning i förbandet återupptas åtdragningsmomentet på fästelementet i punkten t3 för att ytterligare en gång uppnå axialkraften FP i fästelementet.After a certain time there has been a settling in the joint 10 which requires a tightening torque again 515 974 øøoøov I 0 caucus n 0 0 n se oo rann A no urin nano 0 Q o 0 nan ': leo nn 0 0 ecco no 0 0 coca a 0 n 0 0 0 O nu 0 0: duo n 0 1 nen: U of 0 0 u 0 is applied to the joint at point tz. The preliminary load FP in the fastening element is regained at G5 “After a further setting in the joint, the tightening torque on the fastening element is resumed at point t3 in order to once again achieve the axial force FP in the fastening element.

Detta åstadkommes vid vinkelläget G5. Efter två ytterligare sättningar i förbandet 10 återupptas momentansättningen på fästelementet vid.t4 och ts, varvid fästelementet vrids till vinkellägena G5 och @5.This is achieved at the angular position G5. After two further insertions in the joint 10, the torque application on the fastening element at res.

Efter det att förbandet har förspänts och hållits vid den prelinära klämkraftnivån Eg påbörjas det andra förspänningssteget vid punkten ts. Detta innebär att vart och ett av fästelementen åtdrages till målbelastningen FT vilken uppnås i positionen ®6. Efter ytterligare en sättning av förbandet 10 återansätts ett åtdragningsmoment på vart och ett av fästelementen i punkten t, och då efter ett visst tidsintervall inga ytterligare sättningar har indikerats avslutas processen och kraftmutterdragaren 18 stängs av. Det illustrerade fästelementet har då nått sitt slutliga vinkelläge ®7.After the joint has been prestressed and kept at the preliminary clamping force level Eg, the second prestressing step begins at point ts. This means that each of the fastening elements is tightened to the target load FT which is achieved in the position ®6. After a further setting of the joint 10, a tightening torque is re-applied to each of the fastening elements at point t, and when after a certain time interval no further settling has been indicated, the process ends and the power nutrunner 18 is switched off. The illustrated fastener has then reached its final angular position ®7.

Det bör observeras att uppfinningen inte är begränsad till det ovan beskrivna exemplet utan kan ytterligare varieras inom ramen för patentkraven. Åtdragningsprocessen kan sålunda utföras i fler än tvà steg, i synnerhet då den tillämpas på större förband innefattande ett stort antal fästelement. En ojämn sättning av sådana förband kan förorsaka olika grader av spänningsnedsättning i fästelementen och kan också kräva åtdragning till fler mellanliggande nivåer för att uppnå en jämn slutlig förspänningsnivä i förbandet.It should be noted that the invention is not limited to the example described above but can be further varied within the scope of the claims. The tightening process can thus be carried out in more than two steps, especially when it is applied to larger joints comprising a large number of fastening elements. An uneven setting of such joints can cause varying degrees of stress reduction in the fasteners and may also require tightening to more intermediate levels to achieve an even final prestressing level in the joint.

Det bör också påpekas att metoden enligt uppfinningen baserar sig på en direkt bestämning av den momentana o n o 0 515 971% ananas a 0 0 o on onani: u u 0 o nu ou our: n I 0 our: noen 0 0 Q 0 coca 1000 n n 0 :con 0 n Q 0 coca Icon 0 n 0 0 :can n on 0 0 0 n nu axialbelastningen i förbandets fästelement. Metoden är emellertid inte begränsad till användning av ovan beskrivna metoden för fastställande av axialbelastningen via mätning av den individuella förlängningen av varje fästelement.It should also be pointed out that the method according to the invention is based on a direct determination of the instantaneous ono 0 515 971% pineapple a 0 0 o on masturbation: uu 0 o nu ou our: n I 0 our: some 0 0 Q 0 coca 1000 nn 0: con 0 n Q 0 coca Icon 0 n 0 0: can n on 0 0 0 n now the axial load in the joint fastener. However, the method is not limited to using the method described above for determining the axial load via measuring the individual elongation of each fastener.

Istället för att använda piezo elektriska ultraljudvàggeneratorer på fästelementen kan andra ekvivalenta metoder användas för fastställande av fästelementets förlängning och därigenom också axialkraften i fästelementen. Exempelvis kan ultraljudvàgor induceras i fästelementen genom elektrodynamiska ljudalstrare anordnade på mutterdragarens spindlar.Instead of using piezoelectric ultrasonic wall generators on the fasteners, other equivalent methods can be used to determine the elongation of the fastener and thereby also the axial force in the fasteners. For example, ultrasonic waves can be induced in the fasteners by electrodynamic sound generators arranged on the spindles of the nutrunner.

Claims (4)

515 97¿ ïäm.í¥fë.$.{ï3 10 Eatentkrayi515 97¿ ïäm.í ¥ fë. $. {Ï3 10 Eatentkrayi 1. Metod för förspänning av sättningsbenägna skruvförband (10) innefattande två eller fler gängade fästelement (l5a-d) till en avsedd slutlig klämkraftnivà (P3) genom samtidigt anbringande av ett momentavgivande àtdragningsverktyg (l9a-d) pà varje fästelement (l5a-d), innefattande följande steg: I) samtidig ansättning av ett àtdragningsmoment pà alla fästelement (l5a-d), II) fastställande av den momentana axialkraften (F) under pågående momentansättning i vart och ett av fästelementen (l5a-d) genom mätning av variationernawiw .,,....,.@.f....»_....w~-w-*“ flykttiden hos ultraljudvàgor iflducerade i vart och ett av fästelementen~(l5a~d)y hlwnwwwim III) avbrštande av nämnda momentansättning pà vart och ett av fästelementen (l5a-d) då den momentana axialkraften (F) på respektive fästelement (l5a-d) har nått nämnda avsedda slutliga klämkraftnivànlïgwqkx IV) återansättning av ett àtdragningsmoment en eller fler gånger pä det eller de fästelement (l5a-d) på vilka axialkraften (F) har minskat till följd av sättning av förbandet (10) under ett eller flera avspänningsintervall för att återta den nämnda avsedda slutliga klämkraftnivàn (FT), samt V) avslutande av àtdragningen av förbandet (10) då axialkraften (F) har förblivit i huvudsak oförändrad vid en nivà motsvarande nämnda avsedda slutliga klämkraftnivå (FT) under ett slutligt tidsintervall i alla fästelement (l5a-d).A method of biasing prone screw joints (10) comprising two or more threaded fasteners (15a-d) to an intended final clamping force level (P3) by simultaneously applying a torque-releasing tightening tool (19a-d) to each fastener (15a-d) , comprising the following steps: I) simultaneous application of a tightening torque on all fasteners (l5a-d), II) determination of the instantaneous axial force (F) during current torque application in each of the fasteners (l5a-d) by measuring the variationswiw. ,, ....,. @. f .... »_.... w ~ -w- *“ the flight time of ultrasonic waves in fl induced in each of the fasteners ~ (l5a ~ d) y hlwnwwwim III) interruption of said torque application on each of the fastening elements (l5a-d) when the instantaneous axial force (F) on the respective fastening element (l5a-d) has reached said intended final clamping force levellïgwqkx IV) reattachment of a tightening torque one or more times on the fastening element or elements ( 15a-d) on which the axial force (F) has decreased as a result of placing the joint (10) during one or more relaxation intervals to regain the said intended final clamping force level (FT), and V) terminating the tightening of the joint (10) when the axial force (F) has remained substantially unchanged at a level corresponding to said intended final clamping force level (FT) during a final time interval in all fasteners (l5a-d). 2. Metod enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda ultraljudvågor induceras i fästelementen (15a-d) genom en ljudvàgsgenererande organ fast anbringat på vart och ett av fästelementen och aktiverat av en elektrisk spänning pàlagd via nämnda ätdragningsverktyg. 11Method according to claim 1, characterized in that said ultrasonic waves are induced in the fastening elements (15a-d) by a sound wave generating means fixedly mounted on each of the fastening elements and activated by an electrical voltage applied via said tightening tool. 11 3. Metod för förspänning av ett förband (10) innehållande två eller fler gängade fästelement (15a-d) till en avsedd klämkraftnivå genom samtidigt anbringande av ett momentavgivande åtdragningsverktyg (l9a-d) på vart och ett av fästelementen (15a-d), innefattande följande steg: I) samtidig ansättning av ett àtdragningsmoment på vart och ett av nämnda fästelement (15), II) fastställande under pågående momentansättning den momentana axialkraften (F) i vart och ett av fästelementen (15a-d) genom mätning av variationerna i flykttid hos ultraljudvågor inducerade i vart och ett av fästelementen (15a~d), III) avbrytande av nämnda momentansättning på vart och ett av fästelementen (15) då axialkraften (F) på respektive fästelement (15) har nått en preliminär nivå (FP) som motsvarar en klämkraftnivå i förbandet (10) som är lägre än nämnda avsedda slutliga klämkraftsnivå (FQ, IV) individuell àteransättning av àtdragningsmoment en eller fler gånger på det eller de fästelement (15) på vilka axialkraften (F) har sjunkit beroende på sättning av förbandet (10) under en eller flera bestämda tidsintervall för att därigenom återvinna nämnda preliminära klämkraftnivä (FP) i respektive fästelement, V) samtidig àteransättning av ett àtdragningsmoment på alla fästelement (15) för att föra dem till en målklämkraftnivå (FT) som motsvarar nämnda avsedda slutliga klämkraftnivå i förbandet (10), och VI) individuell àteransättning av ett àtdragningsmoment en eller fler gånger på det eller de fästelement (15) på vilka axialkraften (F) har minskat till följd av sättning av förbandet (10) under ett eller flera tidsintervall för att därigenom återvinna nämnda målklämkraftnivå (FT) i respektive fästelement, och 515 974 12 VII) avslutande av ätdragningen av förbandet (10) dä axialkraften (F) har förblivit i huvudsak konstant vid nämnda màlklämkraftnivà (FT) under ett visst tidsintervall i alla fästelementen (15).A method of biasing a joint (10) containing two or more threaded fasteners (15a-d) to an intended clamping force level by simultaneously applying a torque-releasing tightening tool (19a-d) to each of the fasteners (15a-d), comprising the following steps: I) simultaneously applying a tightening torque to each of said fastening elements (15), II) determining during current torque application the instantaneous axial force (F) in each of the fastening elements (15a-d) by measuring the variations in flight time of ultrasonic waves induced in each of the fasteners (15a ~ d), III) interruption of said torque application on each of the fasteners (15) when the axial force (F) on each fastener (15) has reached a preliminary level (FP) corresponding to a clamping force level in the joint (10) which is lower than said intended final clamping force level (FQ, IV) individual reattachment of tightening torque one or more times on the fastening element (15) on which axial ften (F) has dropped depending on the setting of the joint (10) during one or more fixed time intervals to thereby recover said preliminary clamping force level (FP) in each fastening element, V) simultaneous reapplication of a tightening torque on all fastening elements (15) to guide them to a target clamping force level (FT) corresponding to said intended final clamping force level in the joint (10), and VI) individual reapplication of a tightening torque one or more times on the fastening element (15) on which the axial force (F) has decreased as a result of placing the joint (10) for one or more time intervals to thereby recover said target clamping force level (FT) in the respective fastening element, and VII) terminating the tightening of the joint (10) when the axial force (F) has remained substantially constant at said target clamping force level (FT) during a certain time interval in all fasteners (15). 4. Metod enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda samtidiga momentansättning pà alla fästelementen (15) avbryts och nämnda individuella äteransättning av moment upprepas också vid ett eller flera mellanliggande klämkraftnivàer i nämnda fästelement (15), mellan nämnda preliminära klämkraftnivä (FP) och nämnda slutliga màlklämkraftnivà (FT), för att åstadkomma en jämn sättning och klämkraftuppbyggnad i förbandet (10).Method according to claim 3, characterized in that said simultaneous torque application on all fastening elements (15) is interrupted and said individual re-application of torque is also repeated at one or more intermediate clamping force levels in said fastening element (15), between said preliminary clamping force level (FP) and said final clamping force level (FT), in order to achieve an even settlement and clamping force build-up in the joint (10).
SE9804588A 1998-12-29 1998-12-29 Method of biasing a joint containing two or more threaded fasteners SE515974C2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9804588A SE515974C2 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method of biasing a joint containing two or more threaded fasteners
PCT/SE1999/002487 WO2000038879A1 (en) 1998-12-29 1999-12-28 Method for pretensioning a joint containing two or more threaded fasteners
JP2000590817A JP2002533225A (en) 1998-12-29 1999-12-28 Tightening method for a coupling with two or more screw-type fasteners
EP99965696A EP1146993A1 (en) 1998-12-29 1999-12-28 Method for pretensioning a joint containing two or more threaded fasteners

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9804588A SE515974C2 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method of biasing a joint containing two or more threaded fasteners

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9804588D0 SE9804588D0 (en) 1998-12-29
SE9804588L SE9804588L (en) 2000-06-30
SE515974C2 true SE515974C2 (en) 2001-11-05

Family

ID=20413899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9804588A SE515974C2 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method of biasing a joint containing two or more threaded fasteners

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1146993A1 (en)
JP (1) JP2002533225A (en)
SE (1) SE515974C2 (en)
WO (1) WO2000038879A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5163270B2 (en) * 2008-05-13 2013-03-13 マツダ株式会社 Bolt fastening method and apparatus
CN102950460B (en) * 2012-12-06 2014-08-27 陈世江 Synchronous combination process torque device
CN108044342A (en) * 2017-12-25 2018-05-18 上海中船三井造船柴油机有限公司 For the tight device and method of pump of diesel engine cylinder lid for ship stud
CN111805218A (en) * 2020-07-23 2020-10-23 东阳市俊华电器销售有限公司 Full-automatic hardware assembly machine
CN111993347B (en) * 2020-08-21 2022-04-22 浪潮电子信息产业股份有限公司 Dismounting jig suitable for multi-fastener synchronous operation
CN114346631B (en) * 2022-01-06 2023-05-09 西安神西电气有限责任公司 Device for batch loading of base nuts of relay

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2796789A (en) * 1952-10-20 1957-06-25 Adele M Stevens Multiple torque transmitting apparatus for tightening threaded fastening elements
US4273198A (en) * 1979-07-09 1981-06-16 Daiichi Dentsu Kabushiki Kaisha Motor-driven clamping method and device
EP0291215A3 (en) * 1987-05-11 1990-01-10 Ingersoll-Rand Company Gasket joint tightening
US4846001A (en) * 1987-09-11 1989-07-11 Sps Technologies, Inc. Ultrasonic load indicating member
US4969105A (en) * 1988-05-02 1990-11-06 Ingersoll-Rand Company Gasket compression control method having tension-related feedback
US4995145A (en) * 1990-01-08 1991-02-26 Allen-Bradley Company, Inc. Reduction of relaxation induced tension scatter in fasteners
JP2936506B2 (en) * 1995-07-11 1999-08-23 クワンタイシステムス株式会社 Optimal time bolt tightening method
JP4009760B2 (en) * 1995-11-24 2007-11-21 忠弘 大見 Screw member tightening method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002533225A (en) 2002-10-08
SE9804588D0 (en) 1998-12-29
EP1146993A1 (en) 2001-10-24
WO2000038879A1 (en) 2000-07-06
SE9804588L (en) 2000-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3974685A (en) Tightening system and method
US4104778A (en) Method and apparatus for fastener tensioning
US5315501A (en) Power tool compensator for torque overshoot
US4023406A (en) Tightening system with torque-time control
JP6837061B2 (en) Pulse tool
US20130153252A1 (en) Impact tightening tool
SE440867B (en) SET AND DEVICE FOR REGULATED ATTRACTION OF GENG-FORMING PARTS
JP6480869B2 (en) Method and apparatus for evaluating bolt tightening force by ultrasonic means
SE532792C2 (en) Power tool controller
SE515974C2 (en) Method of biasing a joint containing two or more threaded fasteners
GB1577526A (en) Torquing tool control circuit
US4161220A (en) Method and apparatus for pretensioning screw joints
US5152046A (en) Fastener tightening method
JP5351239B2 (en) Screw tightening device
JPH07308865A (en) Impact type thread fastening device
GB2102152A (en) Apparatus for tightening a threaded fastener
US6618923B1 (en) Method for tightening screw joints
JPS59348B2 (en) Bolt tightening method
EP0271902A2 (en) Method of and apparatus for tightening screw-threaded fasteners
JPH0536196B2 (en)
JP2658487B2 (en) Screw tightening method
JP2001248623A (en) Bolt tightening structure
JPS6352976A (en) Method of clamping bolt
JP3037288B1 (en) Bolt tightening torque control method
JPH0343160A (en) Constant speed fastening method for bolt-unit

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed