(57)【要約】      （修正有）【課題】ねじ山付きボルトにねじ込まれ、フランジ面上に支持されているナットとから構成されているねじ結合部の文書化された締め付けまたは締め直し法を提供する。【解決手段】ボルト１にねじ込まれ、フランジ面３上に支持されているナット２とから構成されているねじ結合部の文書化された締め付けまたは締め直しのための方法であって、フランジ面３に支持された緊締シリンダ５の交換可能なソケット１４が、ボルト１の自由端１Ａにねじ込まれており、ソケット１４がボルト１の長手方向の拡張により液圧式に締め付けられ、その間に、ナット２が共同の回転のためにナットに接続された回転スリーブ１０の回転により共回転させられる。切替え手段は、第１の動作モードではソケット１４のみが電気的に駆動され、第２の動作モードでは回転スリーブ１０のみが電気的に駆動される方法において、文書化モジュール４５を備えたプロセス制御ユニット４４を使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ山付きボルト（１）と、該ねじ山付きボルト（１）にねじ込まれ、フランジ面（３）上に支持されているナット（２）とから構成されているねじ結合部の文書化された締め付けまたは締め直しのための方法であって、該方法において、前記フランジ面（３）に支持された緊締シリンダ（５）の交換可能なソケット（１４）が、前記ねじ山付きボルト（１）のねじ山付きの自由端（１Ａ）にねじ込まれており、前記交換可能なソケット（１４）が、前記ねじ山付きボルト（１）の長手方向の拡張により液圧式に締め付けられ、その間に、前記ナット（２）が共同の回転のために前記ナットに接続された回転スリーブ（１０）の回転により共回転させられ、切替え手段が、第１の動作モードでは、前記交換可能なソケット（１４）のみが電気的に駆動されることを可能にし、第２の動作モードでは、前記回転スリーブ（１０）のみが電気的に駆動されることを可能にする方法において、
文書化モジュール（４５）を備えたプロセス制御ユニット（４４）を使用して、
ａ）前記緊締シリンダ（５）上に配置された検出装置により前記ねじ結合部を識別し、個別のねじ結合部を特徴付ける識別特徴を前記文書化モジュール（４５）内に保存し、
ｂ）前記緊締シリンダ（５）が前記ねじ結合部上に配置された後に、前記フランジ面（３）からの距離（Ａ）を、前記緊締シリンダ（５）上に配置された距離センサ（３５）により検出し、対応する第１の距離信号（Ａ１）を前記プロセス制御ユニット（４４）に伝送し、
ｃ）次いで、前記第１の動作モードにおいて、前記交換可能なソケット（１４）を前記ねじ山付き自由端（１Ａ）にねじ込み、前記フランジ面（３）からの前記距離（Ａ）を再び前記距離センサ（３５）により検出し、対応する第２の距離信号（Ａ２）を前記プロセス制御ユニット（４４）に伝送し、
ｄ）前記プロセス制御ユニット（４４）が、前記距離信号（Ａ１，Ａ２）の間の差から、前記交換可能なソケット（１４）と、前記ねじ山付きボルト（１）の前記ねじ山付きの自由端（１Ａ）との間のねじ山係合部のサイズを特定し、前記プロセス制御ユニット（４４）は、ねじ山係合部の予め規定された最小量が存在している場合にのみ、前記第２の動作モードへの切替えを可能にし、
ｅ）前記第２の動作モードへの切替え後に、前記ねじ山付きボルト（１）を長手方向で拡張し、前記交換可能なソケット（１４）へ作用する緊締力および／または加えられる液圧に特徴的な負荷値を前記文書化モジュール（４５）内に保存し、それぞれの識別特徴に割り当て、
ｆ）長手方向の拡張中に、前記回転スリーブ（１０）を駆動し、前記回転スリーブ（１０）によりカバーされる駆動トルクおよび／または回転角を前記文書化モジュール（４５）内に保存し、それぞれの識別特徴に割り当てる
ことを特徴とする、ねじ結合部の文書化された締め付けまたは締め直しのための方法。
【請求項２】
前記ねじ結合部を、好適には前記ねじ山付きボルト（１）上にあるＲＦＩＤタグ、ＱＲコードまたはバーコードにより識別する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
日付も検出し、それぞれの識別特徴に割り当てる、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の動作モードにおいて、前記交換可能なソケット（１４）を当初は予め規定された速度でかつ／または予め規定されたトルクでねじ込み、次いで減じられた速度でかつ／または減じられたトルクでねじ込む、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
前記速度または前記トルクが減じられる量を、前記距離センサ（３５）からの前記距離信号（Ａ）に応じて前記プロセス制御ユニット（４４）により制御する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第２の動作モードへの切替え後に、以下の方法ステップを自動的にかつ前記プロセス制御ユニット（４４）により以下のように制御して実施する、すなわち、
−まず、当該方法の残りにおいて達成される最終的な液圧力の２％〜１２％でしかない予備液圧力を形成し、
−前記回転スリーブ（１０）を、前記ナット（２）が前記フランジ面（３）に支持されるまで駆動し、前記回転スリーブ（１０）の結果として生じた回転位置を検出し、かつ初期回転角値として保存し、
−最終的な液圧力を形成し、
−前記回転スリーブ（１０）を、前記ナット（２）が前記フランジ面（３）に再び押し付けられるまで、再び駆動し、当該プロセスにおいて、前記初期回転角値と比較して前記回転スリーブ（１０）によりカバーされる回転角を検出する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記交換可能なソケット（１４）および前記回転スリーブ（１０）を１つの同一の電動モータ（３０）によりかつ切替えギヤを介して電気的に駆動し、該切替えギヤは、その第１の切替え位置では前記第１の動作モードを採用し、第２の切替え位置では前記第２の動作モードを採用する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記交換可能なソケット（１４）および前記回転スリーブ（１０）を、２つの別個の電動モータを介して電気的に駆動し、前記プロセス制御ユニットが、前記動作モードに応じて一方または他方の電動モータのみを有効にするように構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、ねじ山付きボルトと、該ねじ山付きボルトにねじ込まれてフランジ面に支持されているナットとから構成されているねじ結合部の文書化された締め付けまたは締め直し法に関する。
【０００２】
このタイプの方法では、たとえば独国特許発明第１０２００４０４３１４６号明細書から公知のように、交換可能なソケットが、ねじ山付きボルトのねじ山付き自由端にねじ込まれている。このことは、統合された電気装置により実施される。交換可能なソケットは、フランジ面に支持された液圧作動式の緊締シリンダの構成部分であり、したがってねじ山付きボルトの長手方向の拡張と同時に液圧力で締め付けられ得る一方、ねじ山付きナットは、共同の回転のためにこのナットに接続された回転スリーブの回転により、共回転(corotare)させられる。この共回転も、電気装置により実施される。この駆動装置に関して、独国特許発明第１０２００４０４３１４６号明細書は、交換可能なソケットを回転させ、回転スリーブを回転させるための１つの共通の電動モータを記載している。このプロセスでは、リモートコントロールに接続されたギヤを適切に切り替えることにより、第１の動作モードでは交換可能なソケットのみが駆動され、第２の動作モードでは回転スリーブのみが駆動される。さらに、電動モータ上の回転角センサも記載されている。この回転角センサにより、ねじ山の係合している長さを確認することができ、ねじ山付きボルトの延長について結論を出すことができる。
【０００３】
同様に動作するねじ緊締装置は、たとえば国際公開第２００８／０９２７６８号または国際公開第２０１０／０５４９５９号から公知である。
【０００４】
このようなねじ結合部の締め付けまたは締め直し中に、プロセスにおいて実際に使用された動作パラメータと、特殊なねじ締結事例に関する一般データとはしばしば不十分にしか文書化されていない。これらのデータは、たとえばねじ山付きボルトまたはナットの形式、種類または型あるいはボルトおよび／またはナットの利用された締め付けモーメントおよびトルクであってよい。しかし、完全な文書化は特に、たとえば高圧容器、反応器または化学的または原子的に危険な材料を有する貯蔵容器において安全上の理由のために、たとえばねじ結合部の持続的なモニタリングが必要でありかつ十分に堅固なねじ結合部が確立されていなければならない場合に、ねじ結合部において極めて重要であり得る。
【０００５】
このような種類のねじ緊締シリンダにおいて、安全上の理由から、ねじ山付きボルトの自由端と交換可能なソケットとのねじ山結合部の十分に重なった長さを保証することが必要である。交換可能なソケットがねじ山付きボルトと過度に短い長さに沿ってしか係合していないと、結合部が外れてしまう。この理由のために、ねじ山の係合している長さを検出し、ねじ山の係合している長さの予め規定された値が保証されていない場合に、緊締シリンダにおいて液圧力を形成することを阻止するための手段が既に提案されている。
【０００６】
本発明の根底を成す目的は、軸方向で作動する緊締シリンダにより極めて堅固なねじ結合部を締め付けかつ締め直する場合に、高レベルの動作確実性を達成し、ねじ締結事例に固有のデータの文書化をオペレータの手間をほとんどかけずに可能にすることである。この文書化は、ねじ締結プロセスの品質と再現性の前提条件である。
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴部に記載の特徴を備える方法により達成され、この方法では、文書化モジュールを備えたプロセス制御ユニットを使用して、
ａ）緊締シリンダ上に配置された検出装置によりねじ結合部を識別し、個別のねじ結合部を特徴付ける識別特徴を文書化モジュール内に保存し、
ｂ）緊締シリンダがねじ結合部上に配置された後に、フランジ面からの距離を、緊締シリンダ上に配置された距離センサにより検出し、対応する第１の距離信号をプロセス制御ユニットに伝送し、
ｃ）次いで、第１の動作モードにおいて、交換可能なソケットをねじ山付き自由端にねじ込み、フランジ面からの距離を再び距離センサにより検出し、対応する第２の距離信号をプロセス制御ユニットに伝送し、
ｄ）プロセス制御ユニットが、距離信号の間の差から、交換可能なソケットと、ねじ山付きボルトのねじ山付きの自由端との間のねじ山係合部のサイズを特定し、プロセス制御ユニットは、ねじ山係合部の予め規定された最小量が存在している場合にのみ、第２の動作モードへの切替えを可能にし、
ｅ）第２の動作モードへの切替え後に、ねじ山付きボルトを長手方向で拡張し、交換可能なソケットへ作用する緊締力および／または加えられる液圧に特徴的な負荷値を文書化モジュール内に保存し、それぞれの識別特徴に割り当て、
ｆ）長手方向の拡張中に、回転スリーブを駆動し、駆動トルクおよび／または回転スリーブによりカバーされる回転角を文書化モジュール内に保存し、それぞれの識別特徴に割り当てる。
【０００８】
したがって、本発明に係る方法は、重要な方法ステップにおいて、電子的なプロセス制御ユニットのコントロール下で実施される。好適には、プロセス制御ユニットは、緊締シリンダとは空間的に分離して配置されている。プロセス制御ユニットと緊締装置の構成要素との間の通信は、ケーブルによりまたはワイヤレスに行われる。プロセス制御ユニットの１つの構成部分は、文書化モジュールである。この文書化モジュール内にねじ締結事例に固有のデータが保管または保存され、これにより、ねじ締結プロセスの完了後にさえ、個別のねじ締結プロセスを点検しかつ再現することができる。文書化は、たとえば、ねじ締結結果にとって重要な、ねじ締結プロセスの実行中に設定されたパラメータを点検し、その後に検証することを可能にする。
【０００９】
この方法の実行中に、各ねじ結合部が、緊締シリンダ上に配置された検出装置により識別される。この識別は、たとえばねじ山付きボルトの自由な端面にあるＲＦＩＤタグ、ＱＲコードまたはバーコードの検出または光学的な読取りにより実施することができる。
【００１０】
交換可能なソケットの雌ねじ山がねじ山付きボルトのねじ山付き端部とまさに接触するが、ねじ山はまだ係合していない位置で緊締シリンダがねじ結合部上に配置された後に、フランジ面からの距離が、緊締シリンダ上に配置された距離センサにより検出される。対応する距離信号が、第１の距離信号としてプロセス制御ユニットに伝送される。その後にようやく、緊締シリンダの第１の動作モードにおいて、交換可能なソケットが、電気装置によりねじ山付きの自由端にねじ込まれる。距離センサにより、フランジ面からの距離が再び検出され、対応する第２の距離信号がプロセス制御ユニットに伝送される。２つの距離信号の間の差から、制御ユニットのプロセッサは、交換可能なソケットと、ねじ山付きボルトのねじ山付きの自由端との間のねじ山係合部の、ねじ込みにより達成された長さを計算する。
【００１１】
プロセッサが、少なくとも安全上の理由から必要となるねじ山係合部の予め規定された最小量のサイズを有しているねじ山係合部の達成された長さを計算した場合にのみ、プロセス制御ユニットは第２の動作モードへの切替えを可能にするか、またはこのような切替えを可能にする。自動的にまたは代替的には手動で実施されるこの切替えは、緊締シリンダ内に形成されるその後の液圧のための前提条件である。
【００１２】
第２の動作モードへの切替えが実施されると、実際の緊締プロセスが開始される、つまりねじ山付きボルトが、このような緊締シリンダにおいて通常であるように、ボルト長手方向に沿って拡張されるかまたは延伸させられる。このプロセスにおいて使用または設定される動作パラメータは、文書化モジュール内に保管され、これによりテスト目的のために文書化される。特に、交換可能なソケットに作用する張力および／または加えられた液圧は、文書化モジュール内に特徴的な負荷値として保管され、ねじ結合部のそれぞれの識別特徴に割り当てられ、これにより共通データセットに割り当てられる。
【００１３】
長手方向の拡張が維持される一方で、回転スリーブはさらに電気装置により駆動され、プロセス中に加えられるトルクおよび／または回転スリーブによりカバーされる回転角は同様に文書化モジュール内に保管され、ねじ結合部のそれぞれの識別特徴に割り当てられる。
【００１４】
第１の動作モードにおいて、交換可能なソケットを、当初は予め規定された速度および／または予め規定されたトルクでねじ込み、次いでこれに比べて減じられた速度および／または減じられたトルクで、好適には徐々に減じられる速度および／または徐々に減じられるトルクでねじ込みると有利である。これにより、交換可能なソケットの最後の回転がねじ込まれた場合に望ましくない高い力パルスが回避され、その結果、交換可能なソケットの寿命が長くなり、概して緊締シリンダの構成要素が過度に高いパルス応力から保護される。
【００１５】
速度およびトルクの減少は、プロセス制御ユニットにおける適切なデータ処理およびデータ評価により監視され、この場合、速度およびトルクは、特に、距離センサによって交換可能なソケットのねじ込み中に検出されかつ供給される、常にアップデートされる距離信号に依存する形式でプロセス制御ユニットにより制御されている。
【００１６】
実際に、ねじ緊締プロセスの品質および再現性は、環境条件によっても、たとえば、実際には平坦かつ滑らかではない面によって、またはナットおよび緊締シリンダの支承部および支持面の領域における異物の存在により、影響を与えられる。
【００１７】
したがって、その後により正確な応力レベルを達成するか、または文書化のためにこの応力レベルを検出することができるようにするために、実際の緊締プロセスの前にゼロ調整を実行すると、ねじ緊締プロセスの品質および再現性にとって有利である。この目的のために、この方法の１つの構成では、第２の動作モードへの切替え後に、以下の方法ステップを、自動的にかつ以下のようにプロセス制御ユニットによって制御された形式で実行することが提案されている。
−まず、当該方法の残りにおいて達成される最終的な液圧力の２％〜１２％でしかない、たとえば１００ｂａｒの予備液圧力を形成し、
−回転スリーブを、ナットがフランジ面に支持されるまで駆動し、回転スリーブの結果として生じた回転位置を検出し、かつ初期回転角値として保管し、
−たとえば１５００ｂａｒである最終的な液圧力を形成し、
−回転スリーブを、ナットがフランジ面に再び支持されるまで、再び駆動し、当該プロセスにおいて、初期回転角値と比較して回転スリーブによりカバーされる回転角を検出する。これにより達成された回転角は、ねじ緊締プロセスの結果として同様に文書化モジュール内に、ねじ結合部にとって固有のデータセットの別のデータと共に同様に保存される。
【００１８】
それぞれのねじ結合部の動作データと一緒に、その後の再現性にとって重要である別のデータのために、文書化モジュール内に保管し、それぞれの識別特徴に割り当てることも可能である。たとえば、ねじ締結プロセスが実行された日付も同様にデータセットに含むことができる。
【００１９】
交換可能なソケットと回転スリーブとは、単一の、つまり１つの共通の電動モータにより、または２つの別個の電動モータによって駆動される。交換可能なソケットと回転スリーブとがまさに同一の電動モータで電気的に駆動される場合、機械的な切替えギヤが設けられている。切替えギヤは、第１の動作モードでは第１の切替え位置を採用し、第２の動作モードでは第２の切替え位置を採用する。第１の動作モードでは交換可能なソケットが駆動されることを確保し、第２の動作モードでは回転スリーブが駆動されることが確保される。
【００２０】
代替的には、交換可能なソケットと回転スリーブとを、２つの別個の電動モータにより電気的に駆動することができる。この場合、プロセス制御ユニットが、動作モードに応じて一方または他方の電動モータのみを有効にするように信号形成に関して構成されている。
【００２１】
好適には、電動モータ、切替えギヤおよび距離センサは、緊締シリンダの通常は高圧耐性の金属製ケーシングに直接配置されるのではなく、実際の緊締シリンダに堅固に接続されるプラグオンモジュールに構造的に組み合わされる。プラグオンモジュールは実際の緊締シリンダに配置され、２つの動作モードを切り替える機能、交換可能なソケットおよび回転スリーブを電気的に回転駆動する機能、およびそれぞれのベースからの距離を検出する距離センサの機能を組み合わせる。プラグオンモジュールは、既存の緊締シリンダに後装備するためにも適している。
【００２２】
別の詳細および利点は、図面に再現された例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】液圧式緊締シリンダと、ねじ緊締法を実施するための必要とされている非常に概略的に再現された周辺要素とを含む、部分的に断面図において、かつ部分的に側面図において再現されるねじ緊締装置を示す図である。
【００２４】
図面には、液圧作動式のねじ緊締シリンダ５が図示されている。このねじ緊締シリンダ５は、ねじ結合部を締め付け、特に締め直し、かつ任意には緩めるために働く。ねじ結合部は、ねじ山付きエレメントを形成するねじ山付きボルト１と、該ねじ山付きエレメント１のねじ山にねじ込まれ、フランジ面３上に支持されているねじ山付きナット２とから構成されている。
【００２５】
緊締シリンダ５は、液圧を加える前の作動位置で図示されている。この位置では、緊締シリンダ５は既に、ナット２の接触面２Ａも支持されている好適には平坦なフランジ面３上に、緊締シリンダ５の下面６が支持されているように、下げられている。
【００２６】
緊締シリンダ５により、ねじ山付きボルト１に、このボルトの長手方向で予備緊締力を加えることができ、その結果、ねじ山付きボルト１は長手方向で幾らか拡張する。この拡張が維持されている間に、ねじ山付きナット２は、締め付けられるか、または締め直される。
【００２７】
緊締シリンダ５のシリンダケーシング７内に回転可能な形式で配置されている交換可能なソケット１４は、一方の端部に雌ねじ１６を備えている。この雌ねじ山１６によって、緊締プロセスの開始前に、交換可能なソケット１４は、この交換可能なソケット１４の回転により、ねじ山付きエレメント１の、ナット２を超えて上方に突出するねじ山付きの自由端１Ａにねじ込まれる。交換可能なソケット１４のねじ込みは、フランジ面３上に下面６が支持されるまで緊締シリンダ５全体が降下することが伴う。なぜならば、交換可能なソケット１４は、シリンダケーシング７に対して相対的に、遊びがある場合でも小さな長手方向の遊びしか有していないからである。
【００２８】
次いで、これによりねじ山付きエレメント１にねじ込まれた交換可能なソケット１４は、液圧式に緊締させられる。その結果、ねじ結合部は長手方向で拡張する。ねじ山付きナット２の接触面２Ａが結果として離れるので、次いでねじ山付きナット２は小さな回転抵抗で回転することができ、これによりベースに向かって、つまりフランジ面３に向かって、または任意にはワッシャに向かって締め付けられるか、または締め直され得る。
【００２９】
液圧式の緊締機構は、耐圧式のシリンダケーシング７内に配置されている。このシリンダケーシング７もモジュール形式で複数のシリンダ部分から組み立てられていてよい。シリンダケーシング７の堅固な延長部は支持管８である。この支持管８は、図示されているように、それ自体がシリンダケーシング７の一部であるか、または別個の構成部材である。支持管８は、ねじ結合部に向かって開いていて、ねじ山付きナット２を取り囲み、かつその下面６でベースまたはフランジ面Ａに支持されている。したがって、ベース３は緊締プロセス中に支持台を形成する。緊締プロセスは、ねじ山付きの端部１Ａ上の交換可能なソケット１４の緊締により行われる。ナット２を締め直すために、ナット２は、ナット２の接触面２Ａが再びベース３に対して十分に押し付けられるまで下方に向かってねじ込まれる。
【００３０】
支持管８には、一方の側に向かって開口９が設けられていて、この開口９は、ナットを締め直すために、開口９を通じてナット２が回転可能であるようなサイズを有している。このことは、当然ながら、液圧式の緊締装置が同時に作動していて、したがってナット２が大きな摩擦を加えられていない場合にのみ可能である。ねじ山付きナット２は、回転スリーブ１０により回転させられる。この回転スリーブ１０は、形状結合式にナットを取り囲み、支持管８内に回転可能に組み付けられている。回転スリーブ１０は、ギヤ１１を介して駆動されている。このギヤ１１は、支持管８上に横方向に配置されており、支持管８に設けられた開口９を通って作用する。
【００３１】
シリンダケーシング７の外面には、液圧ポート２０が設けられている。この液圧ポート２０を介して、工具の内部に設けられた液圧作動チャンバ１８が、可撓性であるが耐圧式の液圧ライン２１を介して強力な液圧ポンプ２２に接続されている。液圧ポンプ２２は、ねじ緊締シリンダ５から分離して外部の供給モジュール５５内に配置されている。この外部の供給モジュール５５は、図面において極めて概略的に再現されている。
【００３２】
液圧ポート２０を介して、高圧を加えられている液圧流体が作動チャンバ１８内へと通過し、その結果、シリンダケーシング７内に長手方向で可動な形式で組み付けられているピストン１５に液圧が加えられる。その結果、ピストン１５が押し上げられる。このことは、ピストン１５に作用するばね１７の力に抗して行われる。ばね１７は、ピストン戻しばねとして働き、ピストン１５に力を加える。この力は、液圧作動チャンバ１８がその最小容積を有しているピストン１５の基本位置にピストン１５を維持するようになっている。
【００３３】
ピストン１５は、交換可能なソケット１４を環状に取り囲んでいる。ピストン１５は、シリンダケーシング７に関して外側に向かってシールされていて、内側には環状に延びる段部を有している。この段部は、連行面を形成する。この連行面上に交換可能なソケット１４の半径方向に拡がる部分２６が支持されている。結果として、交換可能なソケット１４は、ピストン１５により連行され得る。加圧がない場合、交換可能なソケット１４はピストン１５に関してかつシリンダケーシング７に関して自由に回転可能である。
【００３４】
交換可能なソケット１４は、ピストン１５のように、シリンダケーシング７の長手方向軸線上で中心に配置されていて、ねじ山付きボルト１のねじ山付き端部１Ａにねじ込まれた、雌ねじ山１６を備えた部分と、半径方向に拡がる部分２６と、駆動部分２７とから構成されている。駆動部分２７には、四角ドライブが設けられている。この四角ドライブ内に、プロセス制御ユニットからの制御信号に応じて作動する電気駆動装置のシャフトが係合し、これにより交換可能なソケット１４をその長手方向軸線を中心として回転させて、緊締プロセス前に、交換可能なソケット１４をねじ山付き端部１Ａ上にねじ込みると同時にシリンダケーシング７を降下させるか、または緊締プロセス後に、ねじ山付き端部１Ａから交換可能なソケット１４をねじ外すと同時にシリンダケーシング７を上昇させる。
【００３５】
交換可能なソケット１４が十分に長いねじ山係合でねじ山付き端部１Ａにねじ込まれていることが保証された最も早い時点で、液圧緊締プロセスを開始することができる。このことを実証するために、ねじ緊締装置は、とりわけ、距離センサ３５を有している。この距離センサ３５は、固定されたベース３からの距離Ａを検出するように構成され、かつ緊締シリンダ５自体またはプラグオンモジュール４０に堅固に固定されている。
【００３６】
ねじ結合部が既に製造されることなしに、雌ねじ山１６の端部が、ねじ山付きの端部１Ａの端部に接触するか、実質的に接触するように、緊締シリンダ５がそれぞれのねじ結合部の軸線上に配置されると、距離センサ３５は、この状況において存在する、フランジ面３からの距離Ａを検出する。対応する第１の距離信号Ａ１が、センサ３５によりプロセス制御ユニット４４に伝送される。
【００３７】
次いで、まだねじ緊締装置の第１の動作モードにおいて、交換可能なソケット１４が電気駆動式にねじ山付きの端部１Ａにねじ込まれる。このことが実施されると、フランジ面３からの距離Ａが、距離センサ３５により再び検出され、対応するより小さな、第２の距離信号Ａ２が、プロセス制御ユニット４４に伝送される。プロセス制御ユニット４４は、これらの距離信号の間の差Ａ１−Ａ２から、交換可能なソケット１４の雌ねじ１６とねじ山付きボルトのねじ山付きの自由端Ａ１との間のねじ山係合部の長さを特定する。
【００３８】
プロセス制御ユニット４４が、距離信号Ａ１，Ａ２の間の差から、制御ユニット内で予め規定された、最小量のねじ山係合部の存在を算定した場合に限り、このプロセス制御ユニット４４は、第１の動作モードから第２の動作モードへの有効な切替えを可能にする。このことは、オペレータが、好適には緊締シリンダ５に固く結合可能なプラグオンモジュール４０上に配置されている手動スイッチ４７を作動することにより、手動で切替えを実施することができるように、オペレータに表示される。
【００３９】
交換可能なソケット１４のモータ駆動式のねじ込みは、プロセス制御ユニット４４によるモニタリング中に、かつプロセス制御ユニット４４からの制御信号に応じて実施される。
【００４０】
第２の動作モードにおいて、かつ第２の動作モードにおいてのみ、液圧ポンプ２２は、プロセス制御ユニット４４からの対応する液圧制御信号に応じて、液圧ライン２１を介して、緊締シリンダの作動チャンバ１８内に液圧を形成することができる。さらに、第２の動作モードにおいて、１つまたは複数の電気装置は、交換可能なソケット１４の回転駆動がブロックされていて、回転スリーブ１０の回転駆動のみが可能にされているように、プラグオンモジュール４０に接続されている。
【００４１】
これは、実際の緊締プロセスにとって、ねじ緊締シリンダ５が液圧式に作動するにもかかわらず、緊締シリンダの半自動の動作のために、１つの電気駆動装置３０または代替的には２つの電気駆動装置が付加的に存在するからである。１つまたは代替的には２つの駆動装置３０も、プロセス制御ユニットからの制御信号に応じて作動する。
【００４２】
２つの電気駆動装置が設けられている場合、第１の駆動モータは、ねじ締結シリンダ内に回転可能な形式で配置されている交換可能なソケット１４のみを駆動する。この場合第２の駆動モータは、回転スリーブ１０のみを駆動し、これにより、ねじ山付きナット２を回転させることができる。安全上の理由から、制御ユニット４４内の回路素子は、動作モード設定に応じて一方または他方の駆動モータのみを電気的に作動させる。
【００４３】
１つの共通の駆動モータ３０が使用される場合、ユーザにより手動スイッチ４７により切り替えられる機械式の切替えギヤにより、同一の切替えロジックが達成される。切替えギヤは、駆動モータ３０の出力シャフトから一方では交換可能なソケット１４に、他方では回転スリーブ１０にガイドされる駆動経路内に配置されている。切替えギヤは、第１の動作モードでは交換可能なソケット１４への駆動経路のみを可能にし、第２の動作モードでは回転スリーブ１０への駆動経路のみを可能にする。それぞれ別の駆動経路は、安全上の理由からブロックされているか、または受動的である。
【００４４】
切替えギヤおよび電動モータ３０は、プラグオンモジュール４０内に配置されている。このプラグオンモジュール４０は、耐圧構造の実際の緊締シリンダ５上に配置されている。好適には、支持面またはフランジ面３からの距離Ａを検出する距離センサ３５が、同様にプラグオンモジュール４０内に配置されている。
【００４５】
プラグオンモジュール４０内では、駆動経路が、電動モータ３０から切替えギヤを介して緊締シリンダの交換可能なソケット１４へ、かつ緊締シリンダの回転スリーブ１０へ延びている。交換可能なソケット１４との回転結合、回転スリーブ１０との回転結合は、それぞれの場合に、プラグオンモジュール４０が大きな手間なしに実際の緊締シリンダ５上に配置され得るように、多角形の結合部５１を介して行われる。
【００４６】
プラグオンモジュール４０の別の構成部分は、上述した手動で作動可能なスイッチ４７である。このスイッチ４７により、オペレータは、第１の動作モードと第２の操作モードとを切り替えることができる。好適には、スイッチ４７の位置をプロセス制御ユニット４４に通知するスイッチ構成要素またはセンサがスイッチ４７上に配置されている。
【００４７】
プラグオンモジュール４０のケーシングが、シリンダケーシング７に堅固に固定されているので、このことは、距離センサ３５にとって、この距離センサ３５により検出された距離値Ａが緊締シリンダ５のそれぞれの高さ位置を表すことを保証する。
【００４８】
しかし、距離センサ３５は、この位置が緊締シリンダ５のシリンダケーシング７に関して固定された位置である限り、別の箇所に配置されていてもよい。たとえば、距離センサ３５をシリンダケーシング７の支持管８内に直接に配置することも可能であり、これにより、ねじ山付きナット２の接触面２Ａに出来るだけ近い距離測定が達成される。
【００４９】
信号線路５４は、プラグオンモジュール４０を外部に配置された供給モジュール５５に接続する。この供給モジュール５５内では、液圧ポンプ２２が、その液圧制御部、プロセス制御ユニット４４およびプロセス制御ユニットの構成部材としてのプロセスデータのための文書化モジュール４５と一緒に組み合わせられている。信号線路５４は、付加的に１つまたは複数の電動モータ３０に作動電圧を供給することができる。
【００５０】
信号線路５４が信号伝送に役立つ限り、信号伝送は、一方ではプラグオンモジュール４０上に、他方では外部モジュール５５上に存在する対応する送信および受信装置によって無線で実行することもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１  ねじ山付きボルト
１Ａ  ねじ山付き端部
２  ねじ山付きナット、ナット
２Ａ  ねじ山付きナットの接触面
３  フランジ面、ベース
５  緊締シリンダ
６  下面
７  シリンダケーシング
８  支持管
９  開口
１０  回転スリーブ
１１  ギヤ
１４  交換可能なソケット
１５  ピストン
１６  雌ねじ山
１７  ばね
１８  液圧作動チャンバ
２０  液圧ポート
２１  液圧ライン
２２  液圧ポンプ
２６  半径方向に拡がる部分
２７  駆動部分
３０  駆動装置、電動モータ
３５  距離センサ
４０  プラグオンモジュール
４４  プロセス制御ユニット
４５  文書化モジュール
４７  手動スイッチ、スイッチ
５１  四角形結合部
５４  信号線路
５５  外部モジュール
Ａ  距離
【図１】
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【外国語明細書】
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