DE102006021329A1 - Powered screwdriver has a shaft position detection system, with a transmitter coupled to the drive shaft by a belt drive and a sensor directly close to it - Google Patents

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/00—Machines 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
    • B23P19/04—Machines 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
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/065—Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines
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Abstract

The powered screwdriver (1) has a system (9) to detect the angular position of the drive shaft (6), with a position transmitter (10) linked to the shaft and a position sensor (11) directly close to it. The position transmitter is powered by the shaft through a belt or toothed belt. The sensor is a magnetic field sensor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug mit einer Antriebseinrichtung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The The invention relates to a screwing tool with a drive device according to the closer defined in the preamble of claim 1 Art.

Derartige Schraubwerkzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Sie werden nicht nur zum Anziehen von Schrauben oder Muttern mit einem bestimmten Drehmoment eingesetzt, sondern müssen häufig auch in der Lage sein, das zu schraubende Bauteil, also die Schraube oder die Mutter, exakt zu positionieren. Eine bestimmte Positionierung der Schraube kann dabei sowohl technisch notwendige als auch rein optisch bedingte Gründe haben und es ist teilweise eine Genauigkeit von weniger als 10 erforderlich.such Screwing tools are known from the general state of the art. They are not only used for tightening screws or nuts used a certain torque, but often need too be able to screw the component, so the screw or the mother to position accurately. A specific positioning The screw can be both technically necessary and pure optical reasons have partial accuracy of less than 10 is required.

Die bekannten Lösungen sehen hierzu beispielsweise inkrementale Messsysteme vor, die jedoch bei jedem Schraubvorgang das Anfahren eines Referenzpunktes erfordern, was zu einem sehr hohen Zeitverlust führt. Unter anderem aus diesem Grund können die genannten Inkrementalmesssysteme nicht bei sämtlichen Schraubprozessen eingesetzt werden.The known solutions For this purpose, for example, provide incremental measuring systems, which however require the approach of a reference point with each screwdriving process, which leads to a very high loss of time. Among other things, for this reason can the mentioned incremental measuring systems are not used in all screwdriving processes become.

Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung des Lagewinkels der Abtriebswelle besteht in der Anbringung einer zusätzlichen Optik außerhalb des Werkzeugs, was jedoch einen sehr großen Aufwand darstellt und somit hohe Kosten verursacht.A another possibility for determining the position angle of the output shaft is in the Attachment of an additional Optics outside of the tool, but this is a very big effort and thus high costs caused.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schraubwerkzeug zu schaffen, bei welchem mit möglichst einfachen Mitteln und einer möglichst hohen Genauigkeit der Lagewinkel der mit dem zu schraubenden Bauteil verbindbaren Abtriebswelle ermittelt werden kann, so dass ein genaues Positionieren des zu schraubenden Bauteils möglich ist.It is therefore an object of the present invention, a screwing to create, with which as possible simple means and one possible high accuracy of the attitude angle of the component to be screwed connectable output shaft can be determined, so that an accurate Positioning of the component to be screwed is possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this Problem solved by the features mentioned in claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Einrichtung zum Ermitteln des Lagewinkels der Abtriebswelle mit einem Positionsgeber und einem in unmittelbarer Nähe desselben angeordneten Positionssensor ergibt sich durch die Verbindung des Positionsgebers mit der Abtriebswelle ein Absolutmesssystem, welches den Lagewinkel der Abtriebswelle direkt anzeigt. Dadurch kann der Lagewinkel der Abtriebswelle zu jedem Zeitpunkt festgestellt werden, wodurch es möglich ist, ein mit dem erfindungsgemäßen Schraubwerkzeug einzuschraubendes Bauteil exakt zu positionieren.By the embodiment of the invention Device for determining the position angle of the output shaft with a position transmitter and one in the immediate vicinity thereof arranged position sensor results from the connection of the Position transmitter with the output shaft an absolute measuring system, which indicates the position angle of the output shaft directly. This allows the Position angle of the output shaft can be determined at any time, thereby it possible is, one with the screwing tool according to the invention exactly position the part to be screwed in.

Vorteilhafterweise handelt es sich hierbei um eine sehr einfache Lösung, die insbesondere eine einfache Handhabung ermöglicht.advantageously, this is a very simple solution, especially a simple one Handling possible.

Eine praxistaugliche Ausführungsform der Erfindung, bei der die Abtriebswelle nicht wesentlich abgeändert werden muss, sodass die Erfindung auch bei bestehenden Schraubwerkzeugen eingesetzt werden kann, ergibt sich, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Positionsgeber mit der Abtriebswelle über eine Umlenkeinrichtung verbunden ist.A Practical embodiment the invention in which the output shaft are not changed significantly must, so that the invention even with existing screwdrivers can be used results, if in an advantageous embodiment the invention of the position sensor with the output shaft via a Bypass is connected.

Hierbei kann auf zusätzliche Sensoren oder sonstige zusätzliche Messeinrichtungen verzichtet werden, wenn die Umlenkeinrichtung so ausgebildet ist, dass die Drehzahl des Positionsgebers im wesentlichen der Drehzahl der Abtriebswelle entspricht.in this connection can on additional Sensors or other additional Measuring devices are waived if the deflection is formed so that the speed of the position sensor substantially the speed of the output shaft corresponds.

Die Umlenkeinrichtung kann beispielsweise als Riemengetriebe oder als Zahnradgetriebe ausgebildet sein.The Diverter can, for example, as a belt transmission or as To be formed gear transmission.

Besonders exakte Messergebnisse sind zu erwarten, wenn der Positionssensor als Magnetfeldsensor ausgebildet ist.Especially exact measurement results are expected when the position sensor is designed as a magnetic field sensor.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.following is an embodiment of Invention described in principle with reference to the drawing.

Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schraubwerkzeugs.The single figure shows a sectional view of a screwing tool according to the invention.

Ein Schraubwerkzeug 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem sich eine im vorliegenden Fall als Elektromotor ausgebildete Antriebseinrichtung 3 befindet. Von der Antriebseinrichtung 3 geht eine Antriebswelle 4 aus, die über eine nicht näher beschriebene, jedoch an sich bekannte Verbindungseinrichtung 5 mit einer Abtriebswelle 6 verbunden ist. Die Antriebswelle 6 dient dazu, ein Bauteil 7, im vorliegenden Fall eine Schraube, in Rotation zu versetzen, beispielsweise um dieses in ein anderes, nicht dargestelltes Bauteil einzuschrauben. Hierzu weist die Abtriebswelle 6 eine Ausnehmung 8 auf, in die das Bauteil 7 in an sich bekannter Weise eingesetzt werden kann, um eine Verbindung des Bauteils 7 mit der Abtriebswelle 6 zu erreichen. Die Ausnehmung 8 weist vorzugsweise eine an das Bauteil 7 angepasste Form auf.A screwing tool 1 has a housing 2 on, in which in the present case designed as an electric motor drive means 3 located. From the drive device 3 goes a drive shaft 4 from, via an unspecified, but known per se connection device 5 with an output shaft 6 connected is. The drive shaft 6 serves a component 7 , In the present case a screw to set in rotation, for example, to screw this into another, not shown component. For this purpose, the output shaft 6 a recess 8th on, in which the component 7 can be used in a conventional manner to connect the component 7 with the output shaft 6 to reach. The recess 8th preferably has a to the component 7 adapted form.

Das Schraubwerkzeug 1 weist innerhalb seines Gehäuses 2 des weiteren eine Einrichtung 9 zum Ermitteln des Lagewinkels der Abtriebswelle 6 auf. Durch die nachfolgend näher beschriebene Einrichtung 9 soll demnach der Lagewinkel der Antriebswelle 6 festgestellt werden, so dass das Schraubwerkzeug 1 in der Lage ist, das Bauteil 7 exakt mit einem vorgegebenen Winkel zu positionieren. Hierzu weist die Einrichtung 9 einen mit der Abtriebswelle 6 in Verbindung stehenden Positionsgeber 10 und einen in unmittelbarer Nähe des Positionsgebers 10 angeordneten Positionssensor 11 auf. Der Positionssensor 11, der vorzugsweise als Magnetfeldsensor beziehungsweise Hallsensor ausgebildet ist, erkennt die Winkellage des Positionsgebers 10 und gibt diese in nicht dargestellter, jedoch an sich bekannter Weise an eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung weiter, die mit der Antriebseinrichtung 3 in Verbindung steht, um über die Antriebswelle 4 und die Verbindungseinrichtung 5 die Abtriebswelle 6 in einer solchen Position zu stoppen, dass der gewünschte Winkel des Bauteils 7 erreicht wird. Diese Positionierung kann technische und/oder optische Gründe haben, beispielsweise wenn mehrere an einem Bauteil angebrachte Schrauben gleich ausgerichtet sein sollen oder wenn mehrere Bauteile für eine spätere Nachbearbeitung eine identische Ausrichtung erfordern.The screwing tool 1 points inside its housing 2 furthermore, a device 9 for determining the positional angle of the output shaft 6 on. By the device described in more detail below 9 should therefore the angle of the drive shaft 6 be determined, so that the screwing tool 1 is capable of the component 7 to position exactly with a given angle. For this purpose, the device 9 one with the output shaft 6 related position transmitter 10 and one in the immediate vicinity of the position sensor 10 arranged position sensor 11 on. The position sensor 11 , which is preferably designed as a magnetic field sensor or Hall sensor, detects the angular position of the position sensor 10 and gives these in a manner not shown, but known per se to a likewise not shown control device, which with the drive device 3 communicates to over the drive shaft 4 and the connection device 5 the output shaft 6 stop in such a position that the desired angle of the component 7 is reached. This positioning may have technical and / or optical reasons, for example if several screws attached to a component are to be aligned in the same way or if several components require an identical alignment for later reworking.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Positionsgeber 10 über eine Umlenkeinrichtung 12 mit der Abtriebswelle 6 verbunden. Die im vorliegenden Fall als Riemengetriebe mit zwei Zahnrädern 13 und 14 ausgebil dete Umlenkeinrichtung 12 ist vorzugsweise so ausgeführt, dass die Drehzahl des Positionsgebers 10 im wesentlichen der Drehzahl der Antriebswelle 6 entspricht, dass es sich also um eine 1:1-Übersetzung handelt, sodass eine komplette Umdrehung der Antriebswelle 6 um 360° einer kompletten Umdrehung des Positionsgebers 10 entspricht. Dies kann bei der Ausführung der Umlenkeinrichtung 12 als Riemengetriebe dadurch erreicht werden, dass beide Zahnräder 13 und 14 des Riemengetriebes denselben Durchmesser aufweisen. Zur Verbindung der beiden Zahnräder 13 und 14 dient ein in an sich bekannter Weise ausgebildeter Zahnriemen 15. Hierbei ist das erste Zahnrad 13 mit der Abtriebswelle 6 verbunden, wohingegen an dem zweiten Zahnrad 14 der Positionsgeber 10 angebracht ist. In nicht dargestellter Weise könnte die Umlenkeinrichtung 12 auch als Zahnradgetriebe ausgebildet sein, wobei sich die Ausführung als Riemengetriebe hinsichtlich des Bauraumes als sehr vorteilhaft erwiesen hat.In the illustrated embodiment, the position sensor 10 via a deflection device 12 with the output shaft 6 connected. The in the present case as a belt transmission with two gears 13 and 14 ausgebil dete deflection 12 is preferably designed so that the speed of the position sensor 10 essentially the speed of the drive shaft 6 This means that it is a 1: 1 ratio, so a complete revolution of the drive shaft 6 360 ° of a complete revolution of the position sensor 10 equivalent. This can in the execution of the deflection 12 As a belt transmission can be achieved by both gears 13 and 14 of the belt transmission have the same diameter. To connect the two gears 13 and 14 serves a trained in a conventional manner toothed belt 15 , Here is the first gear 13 with the output shaft 6 connected, whereas on the second gear 14 the position transmitter 10 is appropriate. In a manner not shown, the deflection could 12 Also be designed as a gear transmission, wherein the execution has proven to be a belt drive in terms of space available to be very beneficial.

Selbstverständlich ist es mit dem beschriebenen Schraubwerkzeug 1 auch möglich, das zu schraubende Bauteil 7 mit einem bestimmten Drehmoment anzuziehen und die Positionierung anschließend durchzuführen oder auf eine exakte Positionierung zu verzichten und lediglich ein verschraubendes Bauteil 7 mit einem bestimmten Drehmoment anzuziehen.Of course it is with the described screwing tool 1 also possible, the component to be screwed 7 with a certain torque to tighten and then perform the positioning or to dispense with an exact positioning and only a screwing component 7 with a certain torque to tighten.

Claims (6)

Schraubwerkzeug mit einer Antriebseinrichtung, durch welche zumindest mittelbar eine mit dem zu schraubenden Bauteil verbindbare Abtriebswelle antreibbar ist, und mit einer Einrichtung zum Ermitteln des Lagewinkels der Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (9) zum Ermitteln des Lagewinkels der Abtriebswelle (6) einen mit der Abtriebswelle (6) in Verbindung stehenden Positionsgeber (10) und einen in unmittelbarer Nähe des Positionsgebers (10) angeordneten Positionssensor (11) aufweist.Screwing tool with a drive device, by which at least indirectly connectable to the component to be screwed output shaft is driven, and with a device for determining the position angle of the output shaft, characterized in that the device ( 9 ) for determining the positional angle of the output shaft ( 6 ) one with the output shaft ( 6 ) associated position sensors ( 10 ) and one in the immediate vicinity of the position transmitter ( 10 ) arranged position sensor ( 11 ) having. Schraubwerkzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber (10) über eine Umlenkeinrichtung (12) mit der Abtriebswelle (6) verbunden ist.Screwing tool according to claim 1, characterized in that the position sensor ( 10 ) via a deflection device ( 12 ) with the output shaft ( 6 ) connected is. Schraubwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (12) so ausgebildet ist, dass die Drehzahl des Positionsgebers (10) im wesentlichen der Drehzahl der Abtriebswelle (6) entspricht.Screwing tool according to claim 2, characterized in that the deflection device ( 12 ) is designed so that the speed of the position sensor ( 10 ) substantially the speed of the output shaft ( 6 ) corresponds. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (12) als Riemengetriebe ausgebildet ist.Screwing tool according to claim 1 or 2, characterized in that the deflection device ( 12 ) is designed as a belt transmission. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (12) als Zahnradgetriebe ausgebildet ist.Screwing tool according to claim 1 or 2, characterized in that the deflection device ( 12 ) is designed as a gear transmission. Schraubwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor (11) als Magnetfeldsensor ausgebildet ist.Screwing tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that the position sensor ( 11 ) is designed as a magnetic field sensor.
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