CN115890550A - 用于运行干墙螺丝刀的方法和干墙螺丝刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行干墙螺丝刀(1)的方法和干墙螺丝刀，其中，干墙螺丝刀(1)的电机(3)通过时间上间隔开的多个单个脉冲(11)来驱动，以便使用户能够以脉冲方式影响螺钉(7)在工件(10)中的沉埋。在此提出，与电机(3)机械连接并且可与螺钉(7)啮合的旋拧工具(8)利用每个单个脉冲(11)以预设的旋转角度(α)进一步移动。

Description

用于运行干墙螺丝刀的方法和干墙螺丝刀

技术领域

本发明涉及一种用于运行干墙螺丝刀的方法，其中干墙螺丝刀的电机通过多个时间上间隔开的单个脉冲来驱动。

本发明还涉及一种干墙螺丝刀，具有电机和控制装置，其中，控制装置被配置并与电机电连接，以便通过时间上间隔开的多个单个脉冲来驱动电机。

背景技术

在干式施工中，主要是板状的工件通过螺钉相互连接。通常使用沉头螺钉，在拧入后应与工件(例如石膏板或木板)的表面齐平。

诸如电钻或电池驱动的螺丝刀之类的电动工具通常用于操作或沉埋螺钉。然而，使用传统的钻式螺栓拧紧机，用户相对难以以受控方式影响螺钉的沉埋。这通常意味着螺钉最终不会变平，例如螺钉头太深地插入工件或螺钉头仍然从工件表面突出。尤其是对已经部分旋入的螺钉进行复位通常难以控制，因为启动扭矩可能会比较高，然后迅速减小，因此在螺钉最终进入工件太深之前，用户无法及时停止旋拧过程。

为了解决这种情况，已知特殊的干墙螺丝刀，其特别设计用于使将螺钉旋入板状的工件中更可控。

为此，已知的干墙螺丝刀具有例如机械深度限制器。然而，已经表明，即使使用机械深度限制器，旋拧过程有时也不会导致令人满意的结果，特别是如果干墙螺丝刀的用户没有将干墙螺丝刀与板状的部件充分正交地对齐。

为了进一步改进用户的控制可能性，还已知具有所谓“脉冲模式”的干墙螺丝刀。在这种情况下，干墙螺丝刀的电机通过多个时间上间隔开的单个脉冲来驱动，这允许用户以脉冲的方式并由此以可控的方式影响螺钉在工件中的沉埋。用户在各个脉冲之间有足够的时间来检查旋拧结果，并在必要时中断旋拧过程。

然而，即使是脉冲模式也并不总是导致令人信服的结果，特别是经常导致螺钉被旋入过深，特别是如果在旋拧过程中扭矩发生不可预测的变化，如在推装过程中经常发生的情况那样。

因此，需要进一步改进已知的干墙螺丝刀。

发明内容

鉴于已知的现有技术，本发明的目的是提供一种用于运行干墙螺丝刀的方法，该方法使用户能够更好地影响螺钉的沉埋，特别是使螺钉以高精度旋拧到工件中，直至预期深度。

本发明的目的在于，提供一种用于执行这种方法的有利的计算机程序。

最后，本发明的另一个目的还在于提供一种干墙螺丝刀，其使用户能够更好地控制螺钉的沉埋，尤其是将螺钉以高精度旋拧到工件中，直至预期深度。

下面描述的特征涉及本发明的有利实施例和变体。

提供了一种用于运行干墙螺丝刀的方法，干墙螺丝刀的电机通过时间上间隔开的多个单个脉冲来驱动，以使用户能够以脉冲的形式影响螺钉在工件中的沉埋。

通过借助时间上间隔开的单个脉冲来驱动电机，用户有足够的时间在每个单个脉冲之间评估是否需要另一个单个脉冲来沉埋螺钉。因此，用户可以在必要时及时停止旋拧过程。

根据本发明，机械连接到电机并且可以与螺钉啮合的旋拧工具(例如，可以与螺钉的螺钉头啮合的螺丝刀头)利用每个单个脉冲以预设的旋转角度进一步移动。

旋拧工具可以优选地可拆卸地或可互换地连接至干墙螺丝刀，例如连接至干墙螺丝刀的驱动轴，该驱动轴由电机的转子直接或通过齿轮驱动。

因为旋拧工具(因此也包括螺钉)随着每个单一脉冲进一步移动预设的、限定的旋转角度，所以为干墙螺丝刀提供了路径控制的脉冲模式，以便特别受控地沉埋螺钉头。特别地，可以根据本发明改进螺钉的推装。

然而，在已知的现有技术中，对于单个脉冲，无法预测螺钉在每个单个脉冲中旋转多少并因此沉入工件中多深，因为根据现有技术，螺钉所经过的距离取决于相应的负载或扭矩，通过所提出的路径控制的脉冲模式不取决于所施加的负载利用电机在每个经过定义的路径和/或定义的旋转角度。

在本发明的一个有利的改进方案中可以提出，单个脉冲的幅度和/或持续时间独立于旋拧过程的实际扭矩来确定。在这方面，电机的驱控因此可以与实际扭矩无关。

根据本发明的一个改进方案也可以提出，单个脉冲的幅度和/或持续时间仅以路径控制的方式根据旋拧工具的旋转角度来确定。

例如，旋拧工具的当前实际旋转角度可以在每个单个脉冲开始时确定(如果这不是已知的)，并且只能驱动电机直到达到额定旋转角度，以便将旋拧工具以预设的旋转角度(额定旋转角度与实际旋转角度之间的差值)进一步移动。可以针对每个单个脉冲重复该过程。

根据本发明的一个改进方案可以提出，对于所有单个脉冲，预设的旋转角度都是相同的。

尤其是，对于所有单个脉冲而言相同的旋转角度可能是有利的，以便给予用户良好的控制效果和对旋拧过程的影响。

然而，也可以提出，在单个脉冲之间预设的旋转角度不同。例如，可以提出，旋转角度随着每个单个脉冲而减小，以便使用户能够随着增加的深度(或随着螺钉头接近工件)以增加的精度控制螺钉。

在本发明的一个改进方案中可以提出，单个脉冲是矩形的或至少基本上是矩形的。然而，原则上也可以提供不同的脉冲形状，例如三角形的单个脉冲。

单个脉冲，尤其是矩形单个脉冲，优选具有斜坡形上升(软启动)和/或斜坡形下降。

在本发明的一个改进方案中可以提出，所有连续的单个脉冲在时间上均等地间隔开。

时间上均等地间隔开的单个脉冲可以为用户提供特别好的控制可能性。

然而，也可以提出，连续的单个脉冲的时间间隔随时间推移而增加，以便随着螺钉增加的旋拧深度(或在螺丝刀头接近工件时)给用户更多的时间来检验相应的旋拧结果并在必要时停止旋拧过程。

在本发明的一个有利的改进方案中可以提出，连续的单个脉冲在0.1秒至4.0秒，优选在0.5秒至2.0秒，例如在1.0秒至1.5秒之间彼此间隔开。

可以特别选择单个脉冲的时间间隔，使得用户在单个脉冲之间有足够的时间以光学或以其他方式检测旋拧深度，并且如果需要，在跟随的另一个单个脉冲之前中断旋拧过程。可选地，单个脉冲之间的时长也可以是可调节的，例如通过用户可接近且可操作的电位计。

在本发明的一个改进方案中可以提出，为了测量旋拧工具的旋转角度，使用电机的位置传感器的测量值，该位置传感器检测电机的转子相对于电机的定子的位置。

已证明对电机中、电机区域或驱动轴上的旋转角度的检测是特别合适的。然而，原则上，旋转角度也可以在旋拧工具本身上检测。

任何传感器都可以适用于检测旋转角度，例如转速传感器或旋转编码器，尤其是增量编码器或绝对值编码器。

在本发明的一个有利的改进方案中可以提出，使用无刷直流电机作为电机。

使用无刷直流电机可能是有利的，因为无刷直流电机可以特别有效地与电池供电的电动工具一起使用，并且因为无刷直流电机通常也已经具有用于检测转子相对于定子的位置的相应的传感器系统，从而可以特别容易地检测使用现有传感器的本发明方法的旋转角度。

无刷直流电机的定义的数量的电机步数可以优选地以每个单个脉冲驱动。

在本发明的一个有利的改进方案中可以提出，为干墙螺丝刀提供机械深度限制器。

深度限制器与所提出的脉冲模式相结合可以进一步提高驱动螺钉时的精度。因此，本发明特别有利于与具有相应的深度限制器的干墙螺丝刀一起使用。

本发明的方法特别适用于干墙，用于将螺钉拧入石膏板或木板。

本发明还涉及一种计算机程序，包括控制指令，当该程序由控制装置执行时，使该控制指令执行根据上述和随后所述的方法。

控制装置优选地可以是干墙螺丝刀的控制装置。

控制装置尤其可以设计为微处理器。代替微处理器，也可以提供用于实现控制装置的任何其他装置，例如印刷电路板上的离散电气元件的一个或多个布置、可编程逻辑控制器(SPS)、专用集成电路(ASIC)或另一可编程电路，例如还有现场可编程门阵列(FPGA)和/或可编程逻辑布置(PLA)。

本发明还涉及一种干墙螺丝刀，具有电机和控制装置，控制装置被设置并与电机电连接，以便通过多个时间上间隔开的单个脉冲来驱动电机，以便使用户以脉冲的形式影响螺钉在工件中沉埋。控制装置被配置为，利用每个单个脉冲以预设的旋转角度进一步移动与电机机械连接并可与螺钉啮合的旋拧工具。

所提出的干墙螺丝刀因此可以具有路径控制的脉冲模式或路径控制的脉冲功能，从而能够实现限定的且特别可控的螺钉旋拧和/或重新推装。可以有利地避免旋拧过深的螺钉形式的不正确的螺钉旋拧。

已经结合本发明的目的之一描述的特征，特别是由根据本发明的方法、计算机程序和干墙螺丝刀给出的特征，也可以有利地实施用于本发明的其他目的。同样，结合本发明的一个目的提及的优点也可以结合本发明的其他目的来理解。

此外，需要指出的是，“包括”、“具有”或“带有”等术语并不排除任何其他特征或步骤。此外，诸如“一”或“该”之类的表示单数特征或特征的术语不排除多个特征或步骤，反之亦然。

然而，在本发明的一个纯粹的实施例中也可以提出，在本发明中以术语“包括”、“具有”或“带有”引入的特征被详尽地列出。因此，一个或多个特征列表可以被认为在本发明的范围内是完整的。

应注意的是，诸如“第一”或“第二”等术语主要用于区分各个装置或方法特征，并不一定旨在指示特征相互依赖或相互关联。

此外，需要强调的是，这里描述的数值和参数包括相应所述的数值或参数的±10％或更小，优选±5％或更小，更优选±1％或更小，非常特别优选±0.1％或更小的偏差或波动，除非在实践中实施本发明时排除这些偏差。通过起始值和结束值指定范围还包括由各自命名的范围包围的所有那些值和分数，特别是起始值和结束值以及各自的平均值。

下面参照附图更详细地描述本发明的实施例。

附图分别示出了优选的实施例，其中本发明的各个特征彼此组合地示出。实施例的特征也可以与同一实施例的其他特征分开实施，并且因此可以由本领域技术人员容易地与其他实施例的特征连接成进一步有意义的组合和子组合。

具有相同功能的元件在图中提供有相同的参考符号。

附图说明

图中示出以下内容。

图1示出了根据本发明的干墙螺丝刀。

图2示出了用于驱动干墙螺丝刀的电机的多个时间上间隔开的单个脉冲。

具体实施方式

图1以示意图示出了根据本发明的实施例的根据本发明的干墙螺丝刀1。以可更换电池组2的电池供电的干墙螺丝刀1为例。干墙螺丝刀1还具有电机3和控制装置4。通过驱动轴5将电机3的转子(未示出)与工具保持器6连接，能够与螺钉7啮合的螺纹工具8被紧固在工具保持器6中。

干墙螺丝刀1可以由用户通过致动开关9来致动，以便以尽可能受控的方式将螺钉7旋拧到工件10中或将其沉埋在工件10中。

控制装置4被配置并与电机3电连接，以便通过时间上间隔开的多个单个脉冲11驱动电机3，从而使用户能够脉冲式地影响螺钉7在工件10中沉埋。为此，旋拧工具8通过每个单个脉冲11以预设的旋转角度α进一步移动。为此，尤其可以在控制装置4上执行包括合适的控制指令的计算机程序。

用于驱动电机3的相应时间上间隔开的单个脉冲11作为示例在图2中示出。

具体而言，可以提出，单个脉冲11的幅度P和/或持续时间t_n独立于旋拧过程的实际扭矩来确定。优选地，单个脉冲11的幅度P和/或持续时间t_n仅路径控制地根据旋拧工具8的预设的旋转角度α来确定。对于所有单个脉冲11，旋转角度α优选都是相同的。

可以提出，单个脉冲11基本上是矩形的(如图所示)，具有优选的斜坡形上升和/或斜坡形下降。

因此，单个脉冲11的相应持续时间t_n可以根据实际施加到旋拧工具8的负载或实际施加的扭矩而变化。然而，优选地提出，所有连续的单个脉冲11在时间上均等地间隔开(参见图2中的恒定时间T)。特别地，连续的单个脉冲11可以在0.5秒和2.0秒之间彼此间隔，例如在1.0秒到1.5秒之间彼此间隔，以便在必要时给用户足够的时间来中断旋拧过程。

为了确定旋拧工具8的旋转角度α，使用电机3的位置传感器12的测量值，该位置传感器确定电机3的转子相对于电机3的定子的位置。无刷直流电机通常已经具有相应的传感器系统。

可选地，干墙螺丝刀1具有机械深度限制器(未示出)，以便进一步优化旋拧过程。

Claims (11)

1.一种运行干墙螺丝刀(1)的方法，其中，所述干墙螺丝刀(1)的电机(3)通过时间上间隔开的多个单个脉冲(11)驱动，使用户能够以脉冲方式影响螺钉(7)在工件(10)中的沉埋，

其特征在于，与所述电机(3)机械连接并可与所述螺钉(7)啮合的旋拧工具(8)利用每个所述单个脉冲(11)以预设的旋转角度(α)进一步移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单个脉冲(11)的幅度(P)和/或持续时间(tn)独立于旋拧过程的实际扭矩来确定。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述单个脉冲(11)的幅度(P)和/或持续时间(tn)仅以路径控制的方式根据旋拧工具(8)的所述旋转角度(α)来确定。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预设的所述旋转角度(α)对于所有所述单个脉冲(11)都是相同的。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述单个脉冲(11)的形状基本上是矩形的，优选地具有斜坡形上升和/或斜坡形下降。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所有连续的所述单个脉冲(11)在时间上均等地间隔开。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，连续的所述单个脉冲(11)在0.5秒至2.0秒之间彼此间隔开，例如在1.0秒至1.5秒之间彼此间隔开。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了确定所述旋拧工具(8)的所述旋转角度(α)，使用所述电机(3)的位置传感器(12)的测量值，所述位置传感器确定所述电机(3)的转子相对于所述电机(3)的定子的位置。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用无刷直流电机作为所述电机(3)。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，提供用于所述干墙螺丝刀(1)的机械深度限制器。

11.一种干墙螺丝刀(1)，具有电机(3)和控制装置(4)，其中，所述控制装置(4)被配置并与所述电机(3)电连接，通过时间上间隔开的多个单个脉冲(11)来驱动所述电机(3)，以便使用户能够以脉冲方式影响螺钉(7)在工件(10)中的沉埋，

其特征在于，所述控制装置(4)被配置为，利用每个所述单个脉冲(11)以预设的旋转角度(α)进一步移动与所述电机(3)机械连接并可与所述螺钉(7)啮合的旋拧工具(8)。

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