DE102010030055A1 - Electrically operated bolt gun and method for operating the bolt gun - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektrisch betreibbares Bolzensetzgerät, das im Betrieb verschiedene Gerätezustände einnimmt. Um die Sicherheit im Betrieb von elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräten weiter zu erhöhen, umfasst das Bolzensetzgerät (1) eine Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtung (24), welche die Gerätezustände überwacht.The invention relates to an electrically operated bolt-actuating device which assumes various device states during operation. In order to further increase the safety in the operation of electrically operated bolt-setting devices, the bolt-setting device (1) comprises a monitoring and / or diagnostic device (24) which monitors the device states.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein elektrisch betreibbares Bolzensetzgerät, das im Betrieb verschiedene Gerätezustände einnimmt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts, das im Betrieb verschiedene Gerätezustände einnimmt.The invention relates to an electrically operable bolt setting device that assumes various device states during operation. The invention further relates to a method for operating an electrically operable bolt setting device that assumes various device states during operation.
Stand der TechnikState of the art
Bei dem elektrisch betreibbaren Bolzensetzgerät handelt es sich vorzugsweise um ein handgeführtes Eintreibgerät für Befestigungselemente, wie es zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit im Betrieb von elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräten weiter zu erhöhen.The object of the invention is to increase the safety in the operation of electrically operated bolt guns on.
Die Aufgabe ist bei einem elektrisch betreibbaren Bolzensetzgerät, das im Betrieb verschiedene Gerätezustände einnimmt, dadurch gelöst, dass das Bolzensetzgerät eine Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtung umfasst, welche die Gerätezustände überwacht. Durch die Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtung kann der Gesamtablauf der verschiedenen Gerätezustände abgesichert werden. Die Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtung kann in eine geräteinterne elektronische Steuerung integriert sein.The object is achieved with an electrically operable bolt setting device, which assumes different device states during operation, in that the bolt setting device comprises a monitoring and / or diagnostic device which monitors the device states. The monitoring and / or diagnostic device can be used to protect the overall sequence of the various device states. The monitoring and / or diagnostic device can be integrated in a device-internal electronic control.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzensetzgerät Schalt- und/oder Sensoreinrichtungen umfasst, welche die Gerätezustände überwachen. Die Schalt- und/oder Sensoreinrichtungen können kontaktlos oder kontaktbehaftet ausgeführt sein. Die Schalt- und/oder Sensoreinrichtungen können mechanische und/oder elektronische Komponenten umfassen. Die Schalt- und/oder Sensoreinrichtungen können über entsprechende Steuerleitungen oder drahtlos mit der Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtung verbunden sein.A preferred embodiment of the electrically operable stud firing device is characterized in that the stud firing device comprises switching and / or sensor devices which monitor the device states. The switching and / or sensor devices can be designed contactless or contact-based. The switching and / or sensor devices may comprise mechanical and / or electronic components. The switching and / or sensor devices can be connected via corresponding control lines or wirelessly to the monitoring and / or diagnostic device.
Die Aufgabe ist bei einem elektrisch betreibbaren Bolzensetzgerät, das einen elektrischen Antriebsmotor umfasst, der Antriebsenergie an einen Zwischenspeicher abgibt, der die Antriebsenergie zwischenspeichern und bei einem Setzvorgang schlagartig abgeben kann, um einen Bolzen zu setzen, dadurch gelöst, dass das Bolzensetzgerät eine Diagnoseeinrichtung umfasst, die den elektrischen Antriebsmotor überwacht, wobei Betriebsdaten des elektrischen Antriebsmotors im Betrieb des Bolzensetzgeräts erfasst werden. Die vorzugsweise eine Diagnoseelektronik umfassende Diagnoseeinrichtung ermöglicht es, dass Störungen im Geräteablauf ohne Zeitverzögerung diagnostiziert werden können. Der elektrische Antriebsmotor kann beim Auftreten einer Störung sofort entsprechend der Störung anders angesteuert werden, indem zum Beispiel die Bestromung des elektrischen Antriebsmotors verändert, unterbrochen oder in der Drehrichtung umgekehrt wird.The object is in an electrically operable bolt setting device comprising an electric drive motor which outputs drive energy to an intermediate memory which can store the drive energy and deliver it abruptly during a setting process in order to set a bolt, achieved in that the bolt setting device comprises a diagnostic device, which monitors the electric drive motor, operating data of the electric drive motor being detected during operation of the bolt setting device. The preferably diagnostic electronics comprehensive diagnostic device makes it possible that disorders in the device sequence can be diagnosed without time delay. The electric drive motor can be controlled differently in the event of a fault immediately according to the fault, for example, by changing the energization of the electric drive motor, interrupted or reversed in the direction of rotation.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung so mit dem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist, dass eine Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors im Betrieb des Bolzensetzgeräts erfasst wird. Die Drehzahl kann zum Beispiel mittels eines sensorlosen Verfahrens oder über Sensoren oder Schalter, insbesondere Hallsensoren, erfasst werden, die insbesondere in den elektrischen Antriebsmotor integriert sind. Aus den erfassten Betriebsdaten, wie Drehzahlverlauf, Strom, Spannung, Zykluszeit und dergleichen, vor dem Auftreten der Störung können Rückschlüsse auf die Art der Störung beziehungsweise deren Ursache gezogen werden. Die Verbindung zwischen der Diagnoseeinrichtung und dem elektrischen Antriebsmotor kann zum Beispiel mindestens eine Signalleitung oder Steuerungsleitung umfassen. Die Verbindung kann aber auch drahtlos ausgeführt sein.A preferred embodiment of the electrically operable stud firing device is characterized in that the diagnostic device is connected to the electric drive motor such that a rotational speed of the electric drive motor is detected during operation of the stud firing device. The speed can be detected, for example, by means of a sensorless method or via sensors or switches, in particular Hall sensors, which are integrated in particular in the electric drive motor. From the recorded operating data, such as speed curve, current, voltage, cycle time and the like, before the occurrence of the fault can be drawn conclusions about the nature of the fault or its cause. The connection between the diagnostic device and the electric drive motor may comprise, for example, at least one signal line or control line. The connection can also be wireless.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher einen Spannmechanismus mit einem translatorisch bewegbaren Aktor umfasst, dessen Position im Betrieb des Bolzensetzgeräts erfasst wird. Der Spannmechanismus umfasst zum Beispiel ein Antriebsfederelement, das mit einer Sperreinrichtung zusammenwirkt. Das Antriebsfederelement kann über eine Gewindespindel und eine verdrehgesichert auf der Gewindespindel geführte Spindelmutter gespannt werden. Dabei wird eine durch den elektrischen Antriebsmotor erzeugte Drehbewegung der Gewindespindel in eine Linearbewegung oder translatorische Bewegung der Spindelmutter umgewandelt. Bei der Spindelmutter handelt es sich dann um den translatorisch bewegbaren Aktor des Spannmechanismus. Als Zwischenspeicher können alternativ oder zusätzlich auch Gasspeicher und/oder Schwungräder verwendet werden.A further preferred embodiment of the electrically operable bolt setting tool is characterized in that the buffer comprises a clamping mechanism with a translationally movable actuator whose position is detected during operation of the bolt setting device. The tensioning mechanism comprises, for example, a drive spring element which cooperates with a locking device. The drive spring element can be tensioned via a threaded spindle and a non-rotating guided on the threaded spindle spindle nut. In this case, a rotational movement of the threaded spindle generated by the electric drive motor is converted into a linear movement or translational movement of the spindle nut. The spindle nut is then the translationally movable actuator of the clamping mechanism. As a buffer memory alternatively or additionally also gas storage and / or flywheels can be used.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung steuerungsmäßig so mit dem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist, dass der elektrische Antriebsmotor beim Auftreten eines Fehlers durch die Diagnoseeinrichtung abgeschaltet wird. Der elektrische Antriebsmotor wird vorzugsweise dadurch abgeschaltet, dass die Bestromung des elektrischen Antriebsmotors unterbrochen wird. Dadurch kann eine unerwünschte Überlastung des elektrischen Antriebsmotors sicher verhindert werden.Another preferred embodiment of the electrically operable bolt gun is characterized in that the diagnostic device is connected in terms of control with the electric drive motor, that the electric drive motor is switched off when an error occurs by the diagnostic device. The electric drive motor is preferably switched off by interrupting the energization of the electric drive motor. As a result, undesired overloading of the electric drive motor can be reliably prevented.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung eine Signalverarbeitungselektronik umfasst, in welcher die im Betrieb des Bolzensetzgeräts erfassten Betriebsdaten des elektrischen Antriebsmotors, wie eine elektrische Spannung, ein elektrischer Strom, eine Drehzahl, eine Temperatur oder dergleichen erfassbare Daten ausgewertet werden. Über die Signalverarbeitungselektronik kann spezifisch auf bestimmte Fehler reagiert werden. Bei gewissen Fehlern können automatisch Maßnahmen ergriffen werden, um eine Fehlerursache zu beheben. Die Temperatur der Gerätekomponenten kann neben der direkten Messung auch dadurch bestimmt werden, dass eine physikalische Grösse, wie Temperatur, nur an einer oder einigen wenigen Stellen, wie beispielsweise am Leistungsteil der Elektronik, gemessen und anschliessend mit Hilfe eines Algorithmus auf weitere, nicht direkt gemessene Temperaturen im Gerät, wie die des Motors zurückgeschlossen wird. Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante wird die Temperatur durch Analyse von Betriebsparametern wie Setzrhythmus, Strom, Spannung oder Ähnlichem errechnet.A further preferred exemplary embodiment of the electrically operable stud firing device is characterized in that the diagnostic device comprises signal processing electronics in which the operating data of the electric drive motor detected during operation of the stud firing device, such as an electrical voltage, an electrical current, a rotational speed, a temperature or the like, can be detected be evaluated. About the signal processing electronics can be specifically responded to certain errors. With certain errors, measures can be taken automatically to eliminate a cause of error. In addition to the direct measurement, the temperature of the device components can also be determined by measuring a physical quantity, such as temperature, at only one or a few places, such as the power unit of the electronics, and then using an algorithm for further, not directly measured Temperatures in the device, as the engine is closed back. According to a further embodiment variant, the temperature is calculated by analyzing operating parameters such as setting rhythm, current, voltage or the like.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung einen Datenspeicher und/oder eine Signalausgabe umfasst. Über die Signalausgabe können dem Anwender gezielt Informationen über den Fehler beziehungsweise Hinweis zu dessen Beseitigung übermittelt werden. Die gespeicherten Fehler können später, zum Beispiel in einer Reparaturwerkstatt, ausgelesen und verwendet werden, um ein defektes Bolzensetzgerät zu reparieren.A further preferred embodiment of the electrically operable stud firing device is characterized in that the diagnostic device comprises a data memory and / or a signal output. Information about the error or information about its elimination can be transmitted to the user in a targeted manner via the signal output. The stored errors can later be read out and used, for example in a repair shop, to repair a defective bolt gun.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor als elektrisch oder elektronisch kommutierter Elektromotor ausgeführt ist. Bei dem Elektromotor handelt es sich vorzugsweise um einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der auch als BLDC (brushless direct current) Elektromotor bezeichnet wird.A further preferred embodiment of the electrically operable bolt-firing device is characterized in that the electric drive motor is designed as an electrically or electronically commutated electric motor. The electric motor is preferably a brushless DC motor, which is also called a BLDC (brushless direct current) electric motor.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts, das im Betrieb verschiedene Gerätezustände einnimmt, insbesondere eines vorab beschriebenen elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein Gerätezustand beim Einbringen von Antriebsenergie in den Zwischenspeicher erfasst, überwacht und/oder analysiert wird. Der Zwischenspeicher umfasst vorzugsweise mindestens eine Feder. Demzufolge wird der Gerätezustand beim Spannen der Feder analysiert.In a method for operating an electrically operable stud firing device which assumes different device states during operation, in particular a previously described electrically operable stud firing device, the above-stated object is achieved in that at least one device state is detected, monitored and / or when introducing drive energy into the buffer memory is analyzed. The buffer preferably comprises at least one spring. As a result, the device state when tensioning the spring is analyzed.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem vorab beschriebenen Verfahren alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass eine Position beziehungsweise Stellung oder ein Zustand einer Feder, eines Zwischenspeichers, einer Auslöseklinke, einer Sperreinrichtung, eines Triggers, einer Kupplung, eines Bolzens, einer Spindel, einer Spindelmutter, einer Anpressstange, eines Kolbens, eines Akkus, eines Rollenhalters und/oder eines Bandes beziehungsweise eines Riemens erfasst, überwacht und/oder analysiert wird. Dadurch kann mit Hilfe einer Steuerung überwacht werden, ob das Bolzensetzgerät einen definierten Gerätezustand einnehmen kann beziehungsweise eingenommen hat.The above object is alternatively or additionally solved in a method described above, that a position or state or a spring, a buffer, a release latch, a locking device, a trigger, a clutch, a bolt, a spindle, a spindle nut , a pressing rod, a piston, a battery, a roller holder and / or a belt or a belt is detected, monitored and / or analyzed. As a result, it can be monitored by means of a controller whether the bolt setting device can assume or have assumed a defined device state.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem vorab beschriebenen Verfahren alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass Betriebsdaten, wie eine Temperatur, eine elektrische Spannung, ein elektrischer Strom und/oder eine Drehzahl eines elektrischen Antriebsmotors, einer Steuerungseinrichtung und/oder einer Energieversorgungseinrichtung erfasst, überwacht und/oder analysiert werden beziehungsweise wird. Die Betriebsdaten liegen vorzugsweise in Form von Signalen vor, die von einer Schalt- und/oder Sensoreinrichtung bereitgestellt werden. Bei der Energieversorgungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Akkumulator.The abovementioned object is alternatively or additionally achieved in a previously described method in that operating data such as a temperature, an electrical voltage, an electric current and / or a rotational speed of an electric drive motor, a control device and / or a power supply device is detected, monitored and / or be analyzed. The operating data are preferably in the form of signals provided by a switching and / or sensor device. The energy supply device is preferably an accumulator.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsdaten mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden, wobei Informationen über das Ergebnis des Vergleichs über eine Anzeige- und/oder Schnittstelleneinrichtung abgegeben werden. Die Informationen werden zum Beispiel an einen Benutzer des Bolzensetzgeräts oder an einen Servicefachmann bei einem Service oder einer Reparatur des Bolzensetzgeräts abgegeben. Durch die Informationen werden Rückschlüsse auf einen Gerätezustand ermöglicht, ohne dass das Bolzensetzgerät demontiert werden muss.A preferred embodiment of the method is characterized in that the operating data are compared with predetermined limits, wherein information about the result of the comparison via a display and / or interface device are delivered. The information is, for example, delivered to a user of the bolt gun or to a service person during a service or repair of the bolt gun. The information makes it possible to draw conclusions about a device state without having to dismantle the bolt gun.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts, das einen elektrischen Antriebsmotor umfasst, der Antriebsenergie an einen Zwischenspeicher abgibt, der die Antriebsenergie zwischenspeichern und bei einem Setzvorgang schlagartig abgeben kann, um einen Bolzen zu setzen, insbesondere zum Betreiben eines vorab beschriebenen elektrisch betreibbaren Bolzensetzgeräts, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass der elektrische Antriebsmotor im Betrieb des Bolzensetzgeräts überwacht wird, wobei Betriebsdaten des elektrischen Antriebsmotors erfasst werden. Das Überwachen des elektrischen Antriebsmotors und/oder das Erfassen der Betriebsdaten liefert den Vorteil, dass Störungen im Zwischenspeicher ohne Zeitverzögerung diagnostiziert werden können. Der elektrische Antriebsmotor kann beim Auftreten einer Störung sofort abgeschaltet werden, indem zum Beispiel die Bestromung des elektrischen Antriebsmotors unterbrochen wird. Dadurch können unerwünschte Beschädigungen im Betrieb des Bolzensetzgeräts vermieden werden. Das Überwachen und/oder Erfassen der Betriebsdaten erfolgt vorzugsweise mit einer Diagnoseeinrichtung, die in das Bolzensetzgerät integriert ist.In a method of operating an electrically operable stud firing apparatus comprising an electric drive motor that supplies drive energy to a latch that stores the drive power Caching drive energy and can deliver abruptly in a setting process to set a bolt, in particular for operating a previously described electrically operable bolt gun, the above-stated object is achieved in that the electric drive motor is monitored during operation of the bolt firing device, wherein operating data of the electric drive motor be recorded. The monitoring of the electric drive motor and / or the acquisition of the operating data provides the advantage that faults in the buffer can be diagnosed without time delay. The electric drive motor can be switched off immediately when a fault occurs, for example, by the energization of the electric drive motor is interrupted. As a result, unwanted damage during operation of the bolt gun can be avoided. The monitoring and / or recording of the operating data is preferably carried out with a diagnostic device which is integrated in the bolt setting device.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors aus einer Kommutierungsfrequenz des elektrischen Antriebsmotors abgeleitet wird. Der elektrische Antriebsmotor ist vorzugsweise als elektrisch oder elektronisch kommutierter Elektromotor ausgeführt und wird auch als bürstenloser Gleichstrommotor beziehungsweise als BLDC (brushless direct current) Elektromotor bezeichnet.A preferred embodiment of the method is characterized in that the rotational speed of the electric drive motor is derived from a commutation frequency of the electric drive motor. The electric drive motor is preferably designed as an electrically or electronically commutated electric motor and is also referred to as brushless DC motor or as BLDC (brushless direct current) electric motor.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Position eines Aktors eines Spannmechanismus durch Zählen der Anzahl von Kommutierungen des elektrischen Antriebsmotors ermittelt wird. Der Zwischenspeicher des Bolzensetzgeräts umfasst vorzugsweise einen Spannmechanismus mit einem Antriebsfederelement, das mit einer Sperreinrichtung zusammenwirkt. Das Antriebsfederelement kann über eine Gewindespindel und eine verdrehgesichert auf der Gewindespindel geführte Spindelmutter gespannt werden. Dabei wird eine durch den elektrischen Antriebsmotor erzeugte Drehbewegung der Gewindespindel in eine Linearbewegung oder translatorische Bewegung der Spindelmutter umgewandelt. Bei der Spindelmutter handelt es sich dann um den Aktor des Spannmechanismus.A further preferred embodiment of the method is characterized in that the current position of an actuator of a clamping mechanism is determined by counting the number of commutations of the electric drive motor. The buffer of the bolt gun preferably comprises a clamping mechanism with a drive spring element which cooperates with a locking device. The drive spring element can be tensioned via a threaded spindle and a non-rotating guided on the threaded spindle spindle nut. In this case, a rotational movement of the threaded spindle generated by the electric drive motor is converted into a linear movement or translational movement of the spindle nut. The spindle nut is then the actuator of the clamping mechanism.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which various embodiments are described in detail. Show it:
Ausführungsbeispieleembodiments
Das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät ist zum Beispiel als handgeführtes Eintreibgerät ausgeführt, wie es in den
Die Feder wird über die lineare Bewegung der Spindelmutter gespannt, indem ein an der Feder anliegender Stößel von der Spindelmutter, die einen Aktor des Spannmechanismus darstellt, gegen die Feder verfahren wird. Am Ende einer Spannbewegung rastet der Stößel in eine Klinke ein und wird in der gespannten Stellung gehalten, während die Spindelmutter vom Elektromotor bei umgekehrter Drehrichtung zurück in ihre Ausgangsstellung gefahren wird. Die Feder wird durch die Klinke in ihrer gespannten Stellung gehalten, bis der Anwender durch Drücken eines Auslösers die Klinke öffnet und damit einen Bolzensetzvorgang auslöst. Nach dem Setzen des Bolzens wird die Feder mit Hilfe des Elektromotors wieder gespannt.The spring is tensioned by the linear movement of the spindle nut by a plunger applied to the spring of the spindle nut, which is an actuator of the clamping mechanism, is moved against the spring. At the end of a clamping movement of the plunger engages in a pawl and is held in the cocked position, while the spindle nut is driven by the electric motor in the reverse direction back to its original position. The spring is held in its cocked position by the pawl until the user opens the pawl by pressing a trigger and thus triggers a bolt setting process. After setting the bolt, the spring is tensioned again with the help of the electric motor.
Die Feder wird also gespannt, indem die Spindelmutter auf der Gewindespindel eine Hin- und Herbewegung ausführt, wobei der Elektromotor eine gewisse Zeit in die eine Richtung bestromt wird und anschließend wieder in die Gegenrichtung. Die Bestromung des Elektromotors wird durch eine elektronische Steuerung gesteuert, wobei die Steuerung den Elektromotor solang in eine Richtung bestromt, bis die Spindelmutter durch Erreichen der jeweiligen Endstellung ein Steuersignal auslöst, zum Beispiel beim Überfahren der Klinke. Durch das Steuersignal wird der Steuerung mitgeteilt, dass die jeweilige Endlage erreicht wurde. Dann kann die Bestromung des Elektromotors durch die Steuerung ausgeschaltet werden beziehungsweise der Elektromotor in die entgegengesetzte Richtung bestromt werden. The spring is thus tensioned by the spindle nut on the threaded spindle performs a reciprocating motion, wherein the electric motor is energized for a certain time in one direction and then back in the opposite direction. The energization of the electric motor is controlled by an electronic control, the control energized the electric motor as long in one direction until the spindle nut triggers a control signal by reaching the respective end position, for example when driving over the pawl. The control signal informs the controller that the respective end position has been reached. Then, the energization of the electric motor can be turned off by the controller or the electric motor can be energized in the opposite direction.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung umfasst die Steuerung eine Diagnoseeinrichtung, die in der Lage ist, die Drehzahl des den Spannmechanismus antreibenden Elektromotors und/oder die Position des Spannmechanismus, insbesondere des Aktors des Spannmechanismus, während aller Spann- und Entspannvorgänge im Bolzensetzgerät zu überwachen, erfassen beziehungsweise zu messen. Dadurch kann der gesamte Verlauf der Drehzahl des Elektromotors über dem jeweiligen Spannbeziehungsweise Entspannvorgang des Spannmechanismus aufgezeichnet werden.According to an essential aspect of the invention, the controller comprises a diagnostic device which is capable of monitoring the rotational speed of the electric motor driving the tensioning mechanism and / or the position of the tensioning mechanism, in particular the actuator of the tensioning mechanism, during all tensioning and relaxing operations in the bolt setting device, capture or measure. Thereby, the entire course of the rotational speed of the electric motor can be recorded over the respective clamping relationship or relaxation process of the clamping mechanism.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtung lässt sich eine mechanische Störung, wie zum Beispiel ein Verklemmen des Spannmechanismus, sofort und ohne Zeitverzögerung diagnostizieren. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass beim Auftreten der Störung die Bestromung des Elektromotors sofort beendet werden kann. Dadurch können Beschädigungen des Spannmechanismus und/oder des Elektromotors wirksam verhindert werden.With the help of the diagnostic device according to the invention can be a mechanical disorder, such as jamming of the clamping mechanism, diagnose immediately and without time delay. This results in the advantage that when the fault occurs, the energization of the electric motor can be stopped immediately. As a result, damage to the clamping mechanism and / or the electric motor can be effectively prevented.
Aus den Betriebsdaten, zum Beispiel dem Drehzahlverlauf, vor dem Auftreten der Störung können Rückschlüsse auf die Art der Störung beziehungsweise deren Ursache gezogen werden. Die Steuerungselektronik kann durch die erfindungsgemäße Diagnoseeinrichtung viel spezifischer auf bestimmte Fehler reagieren. Bei gewissen Fehlern kann die Steuerungselektronik, die vorzugsweise in die Diagnoseeinrichtung integriert ist und auch als Diagnoseelektronik bezeichnet werden kann, auch automatisch Maßnahmen einleiten, um die Ursache des Fehlers zu beheben. Darüber hinaus können Informationen über einen bevorstehenden Geräteausfall bereitgestellt und/oder ausgegeben werden.From the operating data, for example the speed curve, before the occurrence of the fault, conclusions can be drawn about the type of fault or its cause. The control electronics can react much more specific to certain errors by the diagnostic device according to the invention. For certain errors, the control electronics, which is preferably integrated into the diagnostic device and can also be referred to as diagnostic electronics, also automatically initiate measures to correct the cause of the error. In addition, information about an impending device failure may be provided and / or output.
Des Weiteren kann die Diagnoseeinrichtung dem Anwender gezielt Informationen über den Fehler beziehungsweise Hinweise zu dessen Beseitigung geben. Darüber hinaus kann die Steuerungselektronik der erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtung Informationen über den Fehler abspeichern. Die abgespeicherten Daten können dann später in einer Reparaturwerkstatt zur Systemdiagnose beziehungsweise zur Reparatur des Bolzensetzgeräts ausgelesen werden.Furthermore, the diagnostic device can give the user specific information about the error or instructions for its elimination. In addition, the control electronics of the diagnostic device according to the invention can store information about the error. The stored data can then be read out later in a repair shop for system diagnosis or repair of the bolt setting device.
Der Elektromotor zum Antrieb des Spannmechanismus ist gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel als BLDC (brushless direct current) Elektromotor ausgeführt, bei dem elektrisch oder elektronisch kommutiert wird. Dabei wird die erfindungsgemäße Diagnoseeinrichtung zur Messung der Drehzahl des Elektromotors verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante wird die Drehzahl des Elektromotors aus der Kommutierungsfrequenz des Elektromotors abgeleitet.The electric motor for driving the clamping mechanism is designed according to a particularly preferred embodiment as a BLDC (brushless direct current) electric motor, is commutated in the electric or electronic. In this case, the diagnostic device according to the invention is used to measure the rotational speed of the electric motor. According to a preferred embodiment variant, the rotational speed of the electric motor is derived from the commutation frequency of the electric motor.
Wenn in dem erfindungsgemäßen Bolzensetzgerät eine schlupffreie Bewegungsübertragung von dem Elektromotor auf den Spannmechanismus gegeben ist, zum Beispiel über einen Zahnriemen oder eine Zahnrad-Paarung, dann kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtung die Position eines Aktors des Spannmechanismus durch Zählen der Anzahl der Kommutierungen des Elektromotors ermittelt werden.If in the bolt setting device according to the invention a slip-free motion transmission from the electric motor is given to the clamping mechanism, for example via a toothed belt or a gear pairing, then the position of an actuator of the clamping mechanism can be determined by counting the number of commutations of the electric motor with the aid of the diagnostic device according to the invention become.
Dabei wird zum Beispiel vor Beginn einer Bestromung des Elektromotors ein Zähler zur Bestimmung der Anzahl der Kommutierungen auf Null gesetzt. Daraufhin wird im bestromten Zustand des Elektromotors die Anzahl der Kommutierungen durch Hochzahlen des Zählers erfasst. Wenn der Zähler einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, dann kann dies als Fehler im Spannmechanismus gewertet und die Bestromung des Elektromotors unterbrochen werden. Der Grenzwert kann zum Beispiel durch Vergleichsmessungen mit einem Referenz-Bolzensetzgerät ermittelt und in einem Speicher der Steuerungselektronik abgelegt werden, zum Beispiel durch Eichen oder Abstimmen mit Sensorsignalen.In this case, for example, a counter for determining the number of commutations is set to zero before the start of energization of the electric motor. Then, in the energized state of the electric motor, the number of commutations is detected by counts of the counter. If the counter exceeds a predetermined limit, then this can be interpreted as an error in the clamping mechanism and the energization of the electric motor can be interrupted. The limit value can be determined, for example, by comparative measurements with a reference bolt setting device and stored in a memory of the control electronics, for example by calibrating or tuning with sensor signals.
Die Kommutierungsfrequenz kann zum Beispiel durch Hallsensoren erfasst werden, die an einem Stator des Elektromotors angebracht sind und dazu dienen, eine Rotorposition im Betrieb des Elektromotors zu erfassen. Jedes Mal, wenn der Rotor eine bestimmte Rotorposition überfährt, kann ein entsprechender Zähler hochgesetzt werden. Der Zähler wird vorzugsweise vor dem Spannen beziehungsweise Entspannen des Spannmechanismus auf Null gesetzt. Sobald der Zähler einen Grenzwert beziehungsweise einen Grenzwert pro Zeiteinheit überschreitet, kann auf einen Fehler im Spannmechanismus geschlossen werden.The commutation frequency can be detected for example by Hall sensors, which are mounted on a stator of the electric motor and serve to detect a rotor position during operation of the electric motor. Each time the rotor overruns a certain rotor position, a corresponding counter can be raised. The counter is preferably set to zero prior to tensioning or relaxing the tensioning mechanism. As soon as the counter exceeds a limit value or a limit per unit of time, an error in the clamping mechanism can be deduced.
In den
An einem Bolzensetzende
Das Bolzensetzgerät
Über ein Kopplungselement
Die Gewindespindel
Das Bolzensetzgerät
In
In den
Zwischen den schlechten Bereichen
In
Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Schnittstelle zur Programmierung der Steuerung verwendet. Somit können auch im komplettierten Gerät noch leicht Anpassungen an der Gerätesteuerung angepasst und/oder abgestimmt werden. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Schnittstelle zur Erweiterung der Steuerung verwendet. Dies ermöglicht das Einbinden eines zusätzlichen Steuerungsmoduls, welches beispielsweise die erfassten Betriebsdaten (über geeignete Verfahren wie GSM) direkt und zeitnah an den Besitzer und/oder den Hersteller überträgt.According to a further embodiment, the interface is used to program the controller. Thus, even in the completed device still slight adjustments to the Device control adapted and / or matched. According to a further embodiment, the interface is used to expand the control. This makes it possible to integrate an additional control module, which transmits, for example, the recorded operating data (via suitable methods such as GSM) directly and promptly to the owner and / or the manufacturer.
Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Gerät eine Anzeige zur Ausleuchtung der Umgebung (Beleuchtung) auf, welche einen Geräteeinsatz auch bei schlechter Lichtsituation ermöglicht. Insbesondere wird dem Anwender Information über die Anzeige mitgeteilt, bei Störung beispielsweise durch Blinken.According to a further embodiment, the device has a display for illuminating the environment (lighting), which allows a use of equipment even in poor lighting conditions. In particular, the user is informed about the display, in case of failure, for example, by flashing.
In
In
Mit der Bolzenführungsüberwachung
Als Akku
Die in der Feder
Mit Hilfe der Anpressüberwachung
Zu diesem Zweck kann eine mechanische und/oder elektronische Verriegelung vorgesehen sein, die sicherstellt, dass das Bolzensetzgerät
Nach jeder Setzung prüft die Elektronik in der Steuerung
Durch eine Überprüfung der Abfolge der einzelnen Komponenten kann sichergestellt werden, dass Fehlerzustände, wie ein verklemmter Bolzen
Gemäss einem Ausführungsbeispiel ist die gespeicherte Energie derart entnehmbar, dass die entnommene Energie zur Aufladung des Akkus verwendet wird. According to one embodiment, the stored energy can be removed in such a way that the extracted energy is used to charge the battery.
Die mechanische und/oder elektronische Anpressverriegelung stellt sicher, dass das Bolzensetzgerät
Die elektronische Steuerung
Durch eine Abschaltung nach einer definierten Zeit ohne Betätigung des Triggers
Über die Kommunikationsschnittstelle ist auch eine Identifikation des Akkus möglich, welche sicherstellt, dass nur ein für das Gerät geeigneter Akku verwendet werden kann. Auch können vom Akku Parameter ausgelesen werden, die die Anwendungsbedingungen an das Gerät vorgeben und somit können unterschiedliche Akkus eingesetzt werden und das Gerät kann entsprechend reagieren.An identification of the battery is also possible via the communication interface, which ensures that only a suitable battery for the device can be used. It is also possible to read parameters from the battery which specify the conditions of use for the device, and thus different types of batteries can be used and the device can react accordingly.
Durch Erfassen der Geräteparameter, wie Spannzeit, Drehzahl, Strom, Spannung und dergleichen, kann auf den Gerätezustand rückgeschlossen werden. Mit Hilfe der elektronischen Steuerung
Mit Hilfe der elektronischen Steuerung
Nach einer Bolzensetzung bleibt das Bolzensetzgerät nur eine gewisse Zeit, zum Beispiel eine Minute, betriebsbereit und wird anschließend über die elektronische Steuerung
In
Gemäss einem Ausführungsbeispiel detektiert der Hauptschalter ein Halten durch den Anwender und die Steuerung reagiert auf ein Loslassen des Schalters, indem die gespeicherte Energie abgebaut wird. Somit wird bei unerwarteten Fehlern wie Fallenlassen des Bolzensetzgeräts die Sicherheit erhöht.In one embodiment, the main switch detects a hold by the user, and the controller responds to a release of the switch by removing the stored energy. Thus, security is increased in case of unexpected errors such as dropping the bolt gun.
Durch weitere Pfeile und Rechtecke
Durch ein weiteres Rechteck
Bevorzugt wird zum Schutz der Steuerung und/oder des Antriebsmotors neben den Schaltern der B6 Brücke ein weiteres Schaltelement in Serie eingesetzt, welches durch Betriebsdaten wie Überstrom und/oder Übertemperatur durch die Abschaltung
Für einen verbesserten und stabilen Betrieb der B6-Brücke ist die Verwendung von Speichern wie Kondensatoren sinnvoll. Damit beim Verbinden von Akku und Steuerung keine Stromspitzen durch die schnelle Ladung von solchen Speicherkomponenten entstehen, was zu einem erhöhten Verschleiss der elektrischen Kontakte führen würde, werden diese Speicher bevorzugt zwischen dem weiteren Schaltelement und der B6-Brücke platziert und nach der Akku-Zuführung über geeignetes Beschalten des weiteren Schaltelements kontrolliert mit Ladung versorgt.For an improved and stable operation of the B6 bridge, the use of memories such as capacitors makes sense. Thus, when connecting battery and control no current peaks caused by the rapid charge of such memory components, which would lead to increased wear of the electrical contacts, these memory are preferably placed between the other switching element and the B6 bridge and after the battery supply via suitable wiring of the other switching element controlled supplies with charge.
Durch weitere Rechtecke
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