[go: up one dir, main page]

DE102007000281A1 - Verfahren zur Steuerung eines Schraubgerätes - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines Schraubgerätes Download PDF

Info

Publication number
DE102007000281A1
DE102007000281A1 DE102007000281A DE102007000281A DE102007000281A1 DE 102007000281 A1 DE102007000281 A1 DE 102007000281A1 DE 102007000281 A DE102007000281 A DE 102007000281A DE 102007000281 A DE102007000281 A DE 102007000281A DE 102007000281 A1 DE102007000281 A1 DE 102007000281A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
screwing
drive
reaching
maximum
screwdriver
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE102007000281A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Hricko
Alexander John
Hans Böni
Peer Schmidt
Jochen Kuntner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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 Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to DE102007000281A priority Critical patent/DE102007000281A1/de
Priority to JP2008129304A priority patent/JP2008284681A/ja
Priority to US12/154,042 priority patent/US20080289839A1/en
Publication of DE102007000281A1 publication Critical patent/DE102007000281A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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
    • B25B23/147Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • 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
    • B25B23/0064Means for adjusting screwing depth

Landscapes

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

Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung eines Antriebs (4) eines elektrisch betriebenen Schraubgerätes (2) während eines Schraubvorganges wird während eines Eindrehvorganges (EV) eine Werkzeugaufnahme (14) mit einem daran befestigten Schrauberbit (16) zum Eindrehen eines einen Anlegebereich (24) aufweisenden Befestigungselementes (18) in ein Bauelement (20) vom Antrieb (4) beaufschlagt, wobei das Schrauberbit (16) bis zu einem maximalen Eindrehwert (Dmax) mit einer Drehzahl (D) bewegt wird und zwischen dem Schrauberbit (16) und dem Befestigungselement (18) ein Arbeitsmoment (MA) erzeugt wird und nach detektiertem Erreichen einer vorbestimmten Auslöseeindrehtiefe (s0), die kurz vor Anlage des Anlegebereichs (24) am Bauelement (20) liegt, die Drehzahl (D) gegenüber dem maximalen Eindrehwert (Dmax) während eines Anziehvorganges (AV) vermindert und bei Erreichen eines bestimmten Endwertes des Arbeitsmomentes (MA) der Schraubvorgang beendet wird. Es ist vorgesehen, dass nach Erreichen der vorbestimmten Auslöseeindrehtiefe (s0) in Abhängigkeit eines Verlaufs des Arbeitsmomentes (MA) bis zum Erreichen eines Referenzpunktes (R) ein maximaler Anziehwert (MAmaxA) des Arbeitsmomentes (MA) ermittelt wird, bei dem der Schraubvorgang beendet wird.

Description

  • Aufgabe der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines mittels eines Antriebs eines netz- oder akkubetriebenen, insbesondere handgeführten Schraubgerätes, durchgeführten Schraubvorganges mit den Merkmalen gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein handbetriebenes Schraubgerät mit einer Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Dabei wird während eines Eindrehvorganges eine Werkzeugaufnahme mit einem daran befestigten Schrauberbit vom Antrieb beaufschlagt, um ein Befestigungselement, das einen Anlegebereich aufweist, in ein Bauelement einzudrehen. Dabei wird das Schrauberbit zeitweise mit einem maximalen Eindrehwert einer Drehzahl bewegt und zwischen dem Schrauberbit und dem Befestigungselement ein Arbeitsmoment erzeugt. Nach detektiertem Erreichen einer vorbestimmten Auslöseeindrehtiefe, die kurz vor Anlage des Anlegebereichs am Bauelement liegt, wird während eines Anziehvorganges die Drehzahl gegenüber dem maximalen Eindrehwert gesenkt. Bei detektiertem Erreichen eines bestimmten Endwertes des Arbeitsmomentes wird nachfolgend dann der Schraubvorgang beendet.
  • Schraubgeräte mit einer derartigen drehmomentabhängigen Steuerung des Antriebes vereinfachen die Montage von Befestigungselementen im Vergleich zu Schraubgeräten mit einer mechanisch arbeitenden Abschaltung erheblich, da der Benutzer am Schraubgerät weniger Voreinstellungen vornehmen muss. Gleichzeitig kann die Gefahr von Fehlsetzungen oder schlecht ausgeführten Setzungen deutlich vermindert und die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht sowie Gewicht und Grösse des Schraubgerätes vermindert werden.
  • Aus der DE 36 20 137 A1 ist eine stationäre Schraubmaschine zum Ein- und Festdrehen von Schrauben und Mutter mit einem echten Regelungsverfahren bekannt. Dieses führt einen Schraubvorgang durch, der zwei durch eine Verweilzeit getrennte Verfahrensstufen aufweist, nämlich eine Anlegestufe und eine Anziehstufe. Jede dieser Verfahrensstufen wird selbsttätig beendet, wenn ein vorbestimmtes Abschalt-Schraubdrehmoment erreicht ist. Dabei wird unter Steuerung durch einen induktiven Tiefensensor eine Schraubdrehzahl bei Annäherung an einen Anlegezustand, bei dem die Schraube oder die Mutter mit einer Unterlage in Berührung kommt, auf einen Endwert vermindert.
  • Durch diese bekannte Vorgehensweise kann bei Schraubverbindungen die Einhaltung eines bestimmten maximalen Anziehmomentes gewährleistet werden, wodurch ein Kaltverschweissen zwischen dem betreffenden Befestigungselement und einem Bauelement vermieden wird.
  • Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, dass es insbesondere aufgrund des vorgesehenen Tiefensensors und der Notwendigkeit von vorbestimmten Abschalt-Schraubdrehmomenten nur für gleich bleibende Anwendungen geeignet ist. Dagegen ist das Verfahren nicht für Anwendungen geeignet, bei denen mehrere direkt aufeinander folgende Schraubvorgänge unter voneinander abweichenden Winkeln zwischen einer Arbeitsachse und einer Oberfläche des betreffenden Bauelementes erfolgen oder bei denen die Materialeigenschaften des betreffenden Bauelementes unterschiedlich sind. Folglich ist das bekannte Verfahren nicht zur Verwendung in handgeführten Schraubgeräten geeignet. Insbesondere ist es nicht für gewindeformende Anwendungen geeignet, bei denen die Befestigungselemente nicht in vorgefertigte Aufnahmen eingeschraubt werden, sondern die Aufnahmen erst beim Einschrauben des Befestigungselementes in das betreffende Bauelement durch Schneiden oder Verdrängen entstehen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemässes Verfahren zur Steuerung eines Antriebs eines elektrisch betriebenen Schraubgerätes bereit zu stellen, das die genannten Nachteile vermeidet und bei handgeführten, insbesondere gewindeformenden Schraubvorgängen unabhängig von den Materialeigenschaften eines Bauelementes, an dem der Schraubvorgang vorgenommen wird, die Herstellung einer stabilen Schraubverbindung gewährleistet.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Steuerungsverfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst, wobei nach Erreichen der vorbestimmten Auslöseeindrehtiefe in Abhängigkeit eines Verlaufs des Arbeitsmomentes bis zum Erreichen eines Referenzpunktes ein maximaler Anziehwert des Arbeitsmomentes ermittelt wird, bei dem der Schraubvorgang beendet wird. Auf diese Weise kann der Verlauf des Arbeitsmomentes während des Eindrehvorganges, bei dem beispielsweise das Material des betreffenden Bauelementes geschnitten oder verformt wird, zur Beurteilung von dessen Materialeigenschaften genutzt werden. Anhand dieser Beurteilung kann dann ein für das jeweilige Bauelement als besonders geeignet angesehener maximaler Anziehwert des Arbeitsmomentes bestimmt werden, bei dessen Erreichen der Schraubvorgang selbsttätig beendet wird.
  • In einer besonders bevorzugten Vorgehensweise wird der maximale Anziehwert in Abhängigkeit eines maximalen Eindrehwertes des Arbeitsmomentes berechnet, was eine zuverlässige und einfache Bewertung der Materialeigenschaften des jeweiligen Bauelementes ermöglicht.
  • Vorteilhafterweise wird der Referenzpunkt durch den Zeitpunkt, an dem die Auslöseeindrehtiefe erreicht ist, plus eine vorbestimmte Zeitspanne definiert. Hierdurch ist es möglich die Auslöseeindrehtiefe in ausreichendem Abstand von der tatsächlichen Anlage des Anlegebereichs vorzusehen, aber gleichzeitig den Referenzpunkt im unmittelbaren Bereich der tatsächlichen Anlage vorzusehen, wodurch eine grössere Abweichung des Referenzpunktes von der tatsächlichen Anlage des Anlegebereichs in Folge von zeitlichen Verzögerungen bei der Ermittlung des Referenzpunktes vermieden werden kann.
  • Bevorzugterweise erfolgt die Verminderung der Drehzahl nach Erreichen des Referenzpunktes, wobei die Verminderung einen stetigen Verlauf aufweist. Hierdurch wird direkt mit Beginn des Anziehvorganges die Drehzahl fortlaufend vermindert, wodurch der Anziehvorgang hinsichtlich des maximalen Anziehwertes des Arbeitsmomentes besonders exakt beendet werden kann.
  • Vorteilhafterweise wird das Erreichen der Auslöseeindrehtiefe durch einen Kontaktsensor detektiert, wodurch eine relativ robuste Sensoreinrichtung Verwendung finden kann, die gegenüber Verschmutzungen, Feuchtigkeit und Erschütterungen, wie sie insbesondere auf Baustellen auftreten können, unempfindlich ist.
  • Ferner wird während des Anziehvorganges die Drehzahl vorteilhafterweise auf einen vorbestimmten Zwischenwert herabgesetzt. Hierbei ist es möglich, den Zwischenwert derart festzulegen, dass einerseits der Anziehvorgang ausreichend schnell erfolgt, aber gleichzeitig eine schnelle und exakte Beendigung bei Erreichen des maximalen Anziehwertes des Arbeitsmomentes gewährleistet bleibt.
  • Bevorzugterweise wird der Betrieb des Antriebs durch dessen Abschalten beendet, wobei der Zeitpunkt des Abschaltens so gewählt wird, dass mit dem Stillstand des Motors 6 der gewünschte maximale Anziehwert MAmaxA erreicht wird. Auf diese Weise lässt sich der Schraubvorgang, insbesondere bei einem gleichmässigen und nicht zu steilen Verlauf des Arbeitsmomentes während des Anziehvorganges, besonders genau und energieeffizient bei Erreichen des maximalen Anziehwertes beenden.
  • Vorteilhafterweise wird der Betrieb des Antriebs durch Abbremsen desselben beendet. Ein solches aktives Abbremsen des Antriebes kann beispielsweise durch Umkehrung der Motordrehrichtung vorgenommen werden, was insbesondere bei elektrisch kommutierten Motoren besonders einfach über die vorhandene Steuerungselektronik realisiert werden kann. Hierdurch kann die zeitliche und betragsmässige Differenz zwischen dem Endwert und dem maximalen Anziehwert erheblich verkürzt werden, wodurch der Schraubvorgang insbesondere bei einem steilen oder ungleichmässigen Verlauf des Arbeitsmomentes während des Anziehvorganges besonders genau bei Erreichen des maximalen Anziehwertes beendet werden kann. Das aktive Abbremsen kann dabei alternativ oder zusätzlich zum passiven Abbremsen vorgesehen werden. Bei der zusätzlichen Verwendung kann dabei in Abhängigkeit vom Verlauf des Arbeitsmomentes während des Anziehvorganges entschieden werden, ob der Antrieb passiv oder aktiv abgebremst wird.
  • Zudem wird die Aufgabe durch ein handbetriebenes Schraubgerät mit einer Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einer der oben genannten Ausgestaltungen gelöst.
  • Dabei ist es günstig, wenn der Kontaktsensor eine die Werkzeugaufnahme umgebende Kontakthülse aufweist, die in einer Ausgangsstellung in einer Eindrehrichtung über den Anlegebereich hinaus ragt. Hierdurch kann auch bei leichter Neigung des Befestigungselementes gegenüber dem zu bearbeitenden Bauelement eine zuverlässige Detektierung der Auslöseeindrehtiefe gewährleistet werden, wobei die Auslöseeindrehtiefe bei einer derartigen Detektierung unabhängig von der jeweiligen Länge des Befestigungselementes ist.
  • Vorteilhafterweise ist zur Ermittlung des Antriebsmomentes eine Sensoreinrichtung vorgesehen, die torsionsabhängige Änderungen eines Magnetfeldes detektiert, das durch einen magnetischen Bereich einer Antriebswelle gebildet ist, und diese Änderungen an die Steuereinrichtung signalisiert. Hierdurch ist eine besonders genaue Ermittlung des Antriebsmomentes möglich, wobei die Sensoreinrichtung relativ kompakt ist und somit relativ wenig eigenen Bauraum innerhalb des Schraubgerätes benötigt.
  • In einer hierzu alternativen Ausführungsform sind mit der Steuereinrichtung verbundene Sensormittel zur Ermittlung eines am Antrieb auftretenden Motorstromes, einer Motordrehzahl und einer Motordrehzahländerung vorgesehen. Hierdurch kann das Arbeitsmoment aus einem in Abhängigkeit eines gemessenen Antriebsstromes bestimmten Antriebsmoment, einem in Abhängigkeit einer gemessenen Drehzahl bestimmten Widerstandsmoment und einem in Abhängigkeit einer ermittelten Drehzahländerung bestimmten Trägheitsmoment berechnet werden. Auf diese Weise können alle für die Bestimmung des Arbeitsmomentes benötigten Sensoren am Antrieb angeordnet werden, was eine besonders kompakte Bauform ermöglicht.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemässen Schraubgerätes,
  • 2A eine Ansicht eines vorderen Endes des Schraubgerätes nach 1 zu Beginn eines Eindrehvorganges,
  • 2B eine Ansicht des vorderen Endes des Schraubgerätes nach 2A bei Erreichen einer vorbestimmtes Auslöseeindrehtiefe,
  • 2C eine Ansicht des vorderen Endes des Schraubgerätes nach 2B bei Beendigung eines Anziehvorganges,
  • 3 Verläufe einer Drehzahl, eines Arbeitsmomentes und eines Verschiebeweges eines Kontaktsensors des Schraubgerätes nach 1 während eines beispielhaften Schraubvorganges.
  • 1 zeigt ein elektrisch betriebenes Schraubgerät 2 in Form eines handgeführten Trockenbauschraubers. Dieses weist einen Antrieb 4 mit einem Motor 6, wie beispielsweise einem bürstenlosen Motor, der wie dargestellt über ein Netzkabel 8 oder alternativ über einen Akkupack mit Spannung versorgt wird, und einem Getriebe 10 auf.
  • Über den Antrieb 4 wird eine Antriebswelle 12 angetrieben, die mit einer Werkzeugaufnahme 14 in Form einer Bitaufnahme verbunden ist. An dieser Werkzeugaufnahme 14 ist ein Schrauberbit 16 eingesteckt, mittels dem ein Befestigungselement 18, wie beispielsweise eine selbstschneidende Schraube, entlang einer Eindrehrichtung R in ein Bauelement 20 eindrehbar ist. Das Bauelement 20 kann dabei einteilig oder, wie dargestellt, mehrteilig sein, beispielsweise in Form eines an einem Trägerelement zu befestigenden Bleches.
  • Das Befestigungselement 18 weist einen Anlegebereich 24 auf, der in gezeigtem Beispiel durch eine in Eindrehrichtung gerichtete Seite eines elastischen Ringes 30 gebildet ist, der an einer an einem Schraubenkopf 26 angeordneten Unterlegscheibe 28 vorgesehen ist. Alternativ hierzu kann der Anlegebereich 24 auch durch die Unterlegscheibe 28 oder den Schraubenkopf 26 selbst gebildet sein. Bei Verwendung einer Unterlegscheibe 28 kann diese in der Schraube integriert oder separat ausgebildet sein.
  • Um die Werkzeugaufnahme 14 herum ist ein hülsenförmiger Kontaktsensor 32 vorgesehen, der durch Federmittel 34 in eine Position vorgespannt ist, in der er in Eindrehrichtung R mit einem Überstand ü über den Anlegebereich 24 hinaus ragt, wie insbesondere aus 2a zu entnehmen ist. Auf diese Weise wird durch den Kontaktsensor 32 eine Auslöseeindrehtiefe s0 festgelegt, bei deren Erreichen ein entsprechendes Signal über eine Kontaktsensorverbindung KS an eine Steuereinrichtung 36 abgegeben wird. Mittels dieses Signals wird der Antrieb 4 während eines Eindrehvorganges EV gesteuert.
  • In den 2a, 2b, 2c und 3 ist beispielhaft der Verlauf eines derartig gesteuerten Eindrehvorganges EV wiedergegeben.
  • Dabei wird in einem ersten Schritt, wie in 2a dargestellt, eine Spitze 38 des Befestigungselementes 18 an das Bauelement 20 angelegt und der Antrieb 4 durch Drücken eines Betätigungselementes 39 (siehe 1) in Betrieb genommen. Hierdurch wird der Eindrehvorgang EV gestartet, bei dem die Werkzeugaufnahme 14 und mit ihr das Schrauberbit 16 und das Befestigungselement 18 mit einer Drehzahl D rotatorisch angetrieben wird. 3 zeigt diesen Eindrehvorgang EV ab einem Zeitpunkt, in dem die Drehzahl D bereits einen maximalen Eindrehwert Dmax angenommen hat. Mit diesem Eindrehwert Dmax der Drehzahl D wird das Befestigungselement 18 nun in das Bauelement 20 eingedreht. Hierbei übt das Schraubgerät 2 ein sich veränderndes Arbeitsmoment MA auf das Befestigungselement 18 aus, wobei das Arbeitsmoment MA üblicherweise während des Eindrehvorganges EV einen zwischenzeitlichen maximalen Eindrehwert MAmaxE annimmt, von dem es zum Ende des Eindrehvorganges EV hin wieder absinkt.
  • Sobald die Auslöseeindrehtiefe s0 zu einem Kontaktzeitpunkt tK erreicht ist, tritt der Kontaktsensor 32, wie in 2b dargestellt, in Kontakt mit dem ersten Bauelement 20 und gibt ein entsprechendes Signal über die Kontaktsensorverbindung KS an die Steuereinrichtung 36 ab. Von diesem Kontaktzeitpunkt tK ab wird der Kontaktsensor 32 im weitergehenden Eindrehvorgang relativ zum übrigen Schraubgerät 2 verschoben, wie in 3 durch sKS dargestellt.
  • Mithilfe der so detektierten Auslöseeindrehtiefe s0 wird ein Referenzpunkt R festgelegt, der beispielsweise durch den Kontaktzeitpunkt tK selbst oder gemäss 3 durch eine aus einem vorbestimmten Verschiebeweg ds des Kontaktsensors 32 resultierende Referenztiefe sR oder durch einen aus dem Kontaktzeitpunkt tK zuzüglich einer vorbestimmten Zeitspanne dt resultierenden Referenzzeitpunkt tR definiert sein kann.
  • Der Referenzpunkt R ist in jedem Fall so gewählt, dass er möglichst mit der tatsächlichen Anlage des Anlegebereiches 24 am Bauelement 20 zusammen fällt, ab der der Eindrehvorgang EV als abgeschlossen und ein Anziehvorgang AV als beginnend gilt. Während dieses Anziehvorganges AV steigt dabei das Arbeitsmoment MA wieder deutlich an.
  • Die Steuereinrichtung 36 berechnet nun in Abhängigkeit des Verlaufes des Arbeitsmoments MA bis zum Referenzzeitpunkt tR einen maximalen Anziehwert MAmaxA des Arbeitsmomentes MA, bei dem der Schraubvorgang insgesamt beendet werden soll. Die Berechnung kann dabei beispielsweise in Abhängigkeit des bis zum Referenzpunkt R aufgetretenen maximalen Eindrehwertes MAmaxE erfolgen. Alternativ könnte auch jede sonstige detektierte Kurvencharakteristik des Arbeitsmomentes bis zum Referenzpunkt R, die zur Bewertung der Materialeigenschaften des Bauelementes 20 geeignet sein könnte, zur Festlegung des notwendigen maximalen Anziehwertes MAmaxA herangezogen werden. Gleichzeitig wird durch die Steuereinrichtung 36 die Drehzahl D gegenüber dem maximalen Eindrehwert Dmax bis auf einen Zwischenwert Dzw herabgesetzt, mit dem der Anziehvorgang AV zunächst fortgesetzt wird.
  • Wie aus 1 ferner zu entnehmen ist, kann in einer Ausführungsform des Schraubgerätes die Steuereinrichtung 36 neben der Kontaktsensorverbindung KS mit dem Kontaktsensor 32 zudem über eine Momentensensoreinrichtung MS mit einer Sensoreinrichtung 40 verbunden sein, die zur direkten Messung des Arbeitsmomentes MA dient, das an der Antriebswelle 12 auftritt. Die Messung kann dabei beispielsweise anhand der Detektierung von Änderungen eines Magnetfeldes erfolgen, das durch einen magnetischen Bereich 42 der Antriebswelle 12 gebildet wird.
  • Alternativ hierzu kann das Arbeitsmoment MA auch durch ein Berechnungsmodell ermittelt werden. Hierzu sind am Motor 6 Sensormittel 44 zur Ermittlung eines am Motor 6 auftretenden Motorstromes CM, einer Motordrehzahl DM und einer Motordrehzahländerung dDM vorgesehen. Die durch die Sensormittel 44 ermittelten Daten werden über eine Antriebssensorenverbindung AS (siehe 1) wiederkehrend an die Steuereinrichtung 36 übermittelt. Diese ermittelt auf Basis des gemessenen Motorstromes CM ein Antriebsmoment MM und auf Basis der ermittelten Motordrehzahl DM ein Reibungsmoment MR. Zudem wird auf Basis der ermittelten Motordrehzahländerung dDM und eines in der Steuereinrichtung gespeicherten Motorträgheitsmomentes JM ein aus der Trägheit des Systems resultierendes Moment ermittelt.
  • Unter Verwendung eines jeweiligen Übersetzungsfaktors gr des Getriebes 10 berechnet die Steuereinrichtung 36 im Betrieb das momentane Arbeitsmoment MA dann nach der Formel: MA = gr·[MM – MR – JM·dDM].
  • Nachdem der Anlegebereich 24 gemäss 2c an dem Bauelement 20 angelegt und der maximale Anziehwert MAmaxA durch eine der oben genannten Massnahmen von der Steuereinrichtung 36 ermittelt wurde, wird der Motor 6 anschliessend gestoppt, um den Anziehvorgang AV und damit den Schraubvorgang insgesamt zu beenden.
  • Um hierbei den Schraubvorgang möglichst genau bei Erreichen des maximalen Anziehwertes MAmaxA zu beenden, wird bereits kurz vor dessen Erreichen die Drehzahl D ausgehend vom Zwischenwert Dzw weiter stetig vermindert und der Antrieb 4 abgeschaltet. Der Zeitpunkt des Abschaltens wird dabei mit Hilfe eines Algorithmus vorzugsweise so gewählt, dass mit dem Stillstand des Motors 6 der gewünschte maximale Anziehwert MAmaxA erreicht wird.
  • Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen passiven Abbremsung des Antriebs 4 kann auch eine aktive Abbremsung vorgesehen werden, die beispielsweise durch eine Drehrichtungsumkehr des Motors 6 erfolgt. Ein solches aktives Abbremsen kann beispielsweise ersatzweise für den Fall vorgesehen werden, dass der Anstieg des Arbeitsmomentes MA während des Anziehvorganges AV zu steil oder zu unregelmässig erfolgt, um mit der passiven Abbremsung den maximalen Anziehwert MAmaxA bei Beendigung des Schraubvorganges genau genug treffen zu können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3620137 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Antriebs (4) eines elektrisch betriebenen Schraubgerätes (2) während eines Schraubvorganges, bei dem während eines Eindrehvorganges (EV) eine Werkzeugaufnahme (14) mit einem daran befestigten Schrauberbit (16) zum Eindrehen eines einen Anlegebereich (24) aufweisenden Befestigungselementes (18) in ein Bauelement (20) vom Antrieb (4) beaufschlagt wird, wobei das Schrauberbit (16) bis zu einem maximalen Eindrehwert (Dmax) mit einer Drehzahl (D) bewegt wird und zwischen dem Schrauberbit (16) und dem Befestigungselement (18) ein Arbeitsmoment (MA) erzeugt wird, und nach detektiertem Erreichen einer vorbestimmten Auslöseeindrehtiefe (s0) die Drehzahl (D) gegenüber dem maximalen Eindrehwert (Dmax) während eines Anziehvorganges (AV) vermindert und nach detektiertem Erreichen eines bestimmten Endwertes des Arbeitsmomentes (MA) der Schraubvorgang beendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der vorbestimmten Auslöseeindrehtiefe (s0) in Abhängigkeit eines Verlaufs des Arbeitsmomentes (MA) bis zum Erreichen eines Referenzpunktes (R) ein maximaler Anziehwert (MAmaxA) des Arbeitsmomentes (MA) ermittelt wird, bei dem der Schraubvorgang beendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Anziehwert (MAmaxA) in Abhängigkeit eines maximalen Eindrehwertes (MAmaxE) des Arbeitsmomentes (MA) berechnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzpunkt (R) durch einen Zeitpunkt, an dem die Auslöseeindrehtiefe (s0) erreicht ist, plus einer vorbestimmten Zeitspanne (dt) definiert ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verminderung der Drehzahl (D) nach Erreichen des Referenzpunktes (R) erfolgt, wobei die Verminderung einen stetigen Verlauf aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der Auslöseeindrehtiefe (s0) durch einen Kontaktsensor (32) detektiert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Anziehvorganges (AV) die Drehzahl (D) auf einen vorbestimmten Zwischenwert (Dzw) herabgesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Antriebs (4) durch dessen Abschalten beendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Antriebs (4) durch Abbremsen desselben beendet wird.
  9. Handbetriebenes Schraubgerät (2) mit einer Steuereinrichtung (36) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Handbetriebenes Schraubgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktsensor (32) eine die Werkzeugaufnahme (14) umgebende Kontakthülse aufweist, die in einer Ausgangsstellung in einer Eindrehrichtung (R) über den Anlegebereich hinaus ragt.
  11. Handbetriebenes Schraubgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Antriebsmomentes (MA) eine Sensoreinrichtung (40) vorgesehen ist, die torsionsabhängige Änderungen eines Magnetfeldes detektiert, das durch einen magnetischen Bereich (42) einer Antriebswelle (12) gebildet ist, und die zur Signalisierung dieser Änderungen mit der Steuereinrichtung (36) verbunden ist.
  12. Handbetriebenes Schraubgerät nach einem der Ansprüche 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuereinrichtung (36) verbundene Sensormittel (44) zur Ermittlung eines am Antrieb (4) auftretenden Motorstromes (CM), einer Motordrehzahl (DM) und einer Motordrehzahländerung (dDM) vorgesehen sind.
DE102007000281A 2007-05-21 2007-05-21 Verfahren zur Steuerung eines Schraubgerätes Ceased DE102007000281A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007000281A DE102007000281A1 (de) 2007-05-21 2007-05-21 Verfahren zur Steuerung eines Schraubgerätes
JP2008129304A JP2008284681A (ja) 2007-05-21 2008-05-16 ねじ回し装置を制御する方法
US12/154,042 US20080289839A1 (en) 2007-05-21 2008-05-19 Method of controlling a screwdriving power tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007000281A DE102007000281A1 (de) 2007-05-21 2007-05-21 Verfahren zur Steuerung eines Schraubgerätes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007000281A1 true DE102007000281A1 (de) 2008-11-27

Family

ID=39876922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007000281A Ceased DE102007000281A1 (de) 2007-05-21 2007-05-21 Verfahren zur Steuerung eines Schraubgerätes

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20080289839A1 (de)
JP (1) JP2008284681A (de)
DE (1) DE102007000281A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2444201A3 (de) * 2010-01-07 2018-03-14 Black & Decker Inc. Abnehmbare Kontaktspitzenanordnung
DE102017223148A1 (de) * 2017-12-19 2019-06-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Prozesskontrolle bei Schraubprozessen
EP4299247A1 (de) * 2022-06-28 2024-01-03 Hilti Aktiengesellschaft Maschine und verfahren zum betreiben einer maschine
DE102009020116B4 (de) * 2008-05-20 2025-11-27 Festool Gmbh Steuerungseinrichtung für einen elektrischen Antriebsmotor und Werkzeugmaschine

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2030709A3 (de) * 2007-08-29 2013-01-16 Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd. Werkzeugmaschine
US8269612B2 (en) 2008-07-10 2012-09-18 Black & Decker Inc. Communication protocol for remotely controlled laser devices
DE102009054762A1 (de) * 2009-12-16 2011-06-22 Hilti Aktiengesellschaft Steuerungsverfahren für eine handgeführte Werkzeugmaschine und Werkzeugmaschine
DE102010001030B4 (de) * 2010-01-19 2023-07-06 Robert Bosch Gmbh Akku-Handwerkzeugmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Akku-Handwerkzeugmaschine
DE102010030080A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Hilti Aktiengesellschaft Eintreibvorrichtung
US9908182B2 (en) 2012-01-30 2018-03-06 Black & Decker Inc. Remote programming of a power tool
US11975426B2 (en) * 2012-04-06 2024-05-07 Christopher V. Beckman Remote monitoring and actuation of fasteners
US10377025B2 (en) * 2012-04-06 2019-08-13 Christopher V. Beckman Controlled connectors
US11207765B2 (en) * 2012-04-06 2021-12-28 Christopher V. Beckman Signal-carrying fasteners
US9193055B2 (en) 2012-04-13 2015-11-24 Black & Decker Inc. Electronic clutch for power tool
DE102012208913A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Robert Bosch Gmbh Schlagwerkeinheit
DE102012208870A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Robert Bosch Gmbh Schlagwerkeinheit
US20130327552A1 (en) 2012-06-08 2013-12-12 Black & Decker Inc. Power tool having multiple operating modes
US8919456B2 (en) 2012-06-08 2014-12-30 Black & Decker Inc. Fastener setting algorithm for drill driver
US9616557B2 (en) 2013-03-14 2017-04-11 Black & Decker Inc. Nosepiece and magazine for power screwdriver
DE102013224759A1 (de) * 2013-12-03 2015-06-03 Robert Bosch Gmbh Werkzeugmaschinenvorrichtung
KR200486623Y1 (ko) * 2013-12-06 2018-06-14 대우조선해양 주식회사 Lng선박 화물창의 단열박스 체결용 높이 자동 핏업 장치
DE102015211119A1 (de) 2014-06-20 2015-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Steuern eines Elektromotors eines Elektrowerkzeuges
EP3023200A1 (de) * 2014-11-20 2016-05-25 HILTI Aktiengesellschaft Steuerungsverfahren für einen Bohrhammer
FR3085876B1 (fr) * 2018-09-13 2020-12-04 Saint Gobain Placo Procede de serrage d'une vis de fixation d'un panneau de construction sur un support
DE102021203415A1 (de) * 2021-04-07 2022-10-13 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Handwerkzeugmaschine mit einer Aktivierungseinheit
EP4520481A1 (de) * 2023-08-17 2025-03-12 Nanjing Chervon Industry Co., Ltd. Elektrowerkzeug und steuerungsverfahren dafür

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2651905A1 (de) * 1975-11-14 1977-05-18 Atlas Copco Ab Elektrischer mutternschrauber
DE3216773A1 (de) * 1982-05-05 1983-11-10 Dr. Staiger, Mohilo + Co GmbH, 7060 Schorndorf Vorrichtung zum anziehen eines ein gewinde tragenden verbindungselements mit begrenzung des endanzugsdrehmoments
DE3620137A1 (de) 1986-06-14 1987-12-17 Raimund Wilhelm Schraubmaschine und verfahren zu ihrem betrieb
DE19856329A1 (de) * 1998-12-07 2000-01-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Befestigung von Bauteilen mit wenigstens einer gewindeformenden Schraube
EP1424167A2 (de) * 2002-11-27 2004-06-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Verschrauben von Gewindeelementen mit inhomogene Bauteilen

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3965778A (en) * 1974-09-19 1976-06-29 Standard Pressed Steel Co. Multi-stage tightening system
US4027530A (en) * 1976-03-31 1977-06-07 Standard Pressed Steel Co. Simplified apparatus for and method of tightening fasteners
US4273198A (en) * 1979-07-09 1981-06-16 Daiichi Dentsu Kabushiki Kaisha Motor-driven clamping method and device
JPH01171777A (ja) * 1987-12-23 1989-07-06 Honda Motor Co Ltd ナツトランナーの制御方法及び装置
JPH0798311B2 (ja) * 1988-10-12 1995-10-25 富士写真フイルム株式会社 ねじ締め装置
US5154242A (en) * 1990-08-28 1992-10-13 Matsushita Electric Works, Ltd. Power tools with multi-stage tightening torque control
US5152046A (en) * 1990-10-24 1992-10-06 Sanyo Kiko Kabushiki Kaisha Fastener tightening method
JP3452373B2 (ja) * 1992-12-18 2003-09-29 松下電器産業株式会社 ねじ締め装置、およびねじ締め方法
US5396703A (en) * 1993-04-20 1995-03-14 Ingersoll-Rand Company Method of inspecting bearing insert assemblies
DE10112364A1 (de) * 2001-03-15 2002-09-19 Hilti Ag Handwerkzeuggerät mit elektronischem Tiefenanschlag
US6516896B1 (en) * 2001-07-30 2003-02-11 The Stanley Works Torque-applying tool and control therefor
EP1329294A1 (de) * 2002-01-21 2003-07-23 Hewlett-Packard Company, A Delaware Corporation Rotierend angetriebenes Werkzeug
DE10308272B4 (de) * 2002-03-05 2012-05-24 Makita Corp. Schraubendreher
JP4093145B2 (ja) * 2003-08-26 2008-06-04 松下電工株式会社 締付け工具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2651905A1 (de) * 1975-11-14 1977-05-18 Atlas Copco Ab Elektrischer mutternschrauber
DE3216773A1 (de) * 1982-05-05 1983-11-10 Dr. Staiger, Mohilo + Co GmbH, 7060 Schorndorf Vorrichtung zum anziehen eines ein gewinde tragenden verbindungselements mit begrenzung des endanzugsdrehmoments
DE3620137A1 (de) 1986-06-14 1987-12-17 Raimund Wilhelm Schraubmaschine und verfahren zu ihrem betrieb
DE19856329A1 (de) * 1998-12-07 2000-01-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Befestigung von Bauteilen mit wenigstens einer gewindeformenden Schraube
EP1424167A2 (de) * 2002-11-27 2004-06-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Verschrauben von Gewindeelementen mit inhomogene Bauteilen

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020116B4 (de) * 2008-05-20 2025-11-27 Festool Gmbh Steuerungseinrichtung für einen elektrischen Antriebsmotor und Werkzeugmaschine
EP2444201A3 (de) * 2010-01-07 2018-03-14 Black & Decker Inc. Abnehmbare Kontaktspitzenanordnung
EP2444202A3 (de) * 2010-01-07 2018-03-14 Black & Decker Inc. Abnehmbare Kontaktspitzenanordnung
DE102017223148A1 (de) * 2017-12-19 2019-06-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Prozesskontrolle bei Schraubprozessen
EP4299247A1 (de) * 2022-06-28 2024-01-03 Hilti Aktiengesellschaft Maschine und verfahren zum betreiben einer maschine
WO2024002676A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 Hilti Aktiengesellschaft Machine and method for running a machine

Also Published As

Publication number Publication date
US20080289839A1 (en) 2008-11-27
JP2008284681A (ja) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007000281A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Schraubgerätes
EP3960375B1 (de) Verfahren zum steuern eines elektromotors eines elektrowerkzeuges
EP2146822B1 (de) Kraftschrauber
DE602004004213T2 (de) Kraftangetriebenes Werkzeug zum Anziehen einer Schraube oder eines Bolzens
DE102007059422B4 (de) Verfahren zum Setzen von Nietelementen durch ein von einem Elektromotor angetriebenes portables Nietgerät sowie ein Nietgerät
EP2397258B1 (de) Schrauber
WO2015193022A1 (de) Verfahren zum betreiben eines elektrowerkzeuges
DE2541930A1 (de) Mehrstufige bolzen-anziehanordnung
EP3311958B1 (de) Verfahren zum regeln einer drehzahl eines elektromotors eines elektrowerkzeuges
DE102009002479A1 (de) Schlagschrauber und Steuerungsverfahren für einen Schlagschrauber
DE19620782A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schraubverbindung und Vorrichtung hierfür
DD252287A3 (de) Verfahren zum anziehen oder loesen schraubbarer verbindungen
DE19503524A1 (de) Impulsschrauber und Verfahren zum Anziehen einer Schraubverbindung mittels des Impulsschraubers
EP3348347B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum setzen einer schraube
EP3362226A1 (de) Handwerkzeugmaschine
EP3825063B1 (de) Handwerkzeugmaschine
EP0773854A1 (de) Schrauber und verfahren zum anziehen einer schraubverbindung mittels des schraubers
EP3643422A1 (de) Pressmaschine zum verpressen von werkstücken
DE102016212520B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Elektrowerkzeuges
DE102018208302A1 (de) Verfahren zum Anziehen einer Schraubverbindung
EP1785231A2 (de) Schrauber mit Drehzahlregelung und Verfahren zur Drehzahlregelung eines Schraubers
DE102009020116B4 (de) Steuerungseinrichtung für einen elektrischen Antriebsmotor und Werkzeugmaschine
DE102020215988A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Handwerkzeugmaschine
EP2921263A1 (de) Lastabhängige Schlagverhaltenserkennung
DE102014208994A1 (de) Vorrichtung zum Direktverschrauben von Bauteilen, insbesondere zum Fließlochschrauben sowie Verfahren zum Direktverschrauben von Bauteilen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection