DE102010060623A1

DE102010060623A1 - Electrical device for driving mains-powered electric motor e.g. universal motor, of e.g. power screwdriver, has control unit using memory medium of device for determination of present value of force or rotational torque

Info

Publication number: DE102010060623A1
Application number: DE201010060623
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerd Langenbach; Jörg Knitter; Günter Maiwald
Original assignee: LIMTRONIK GmbH
Current assignee: LIMTRONIK GmbH
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-05-24

Abstract

The device (1) has a control unit (3) e.g. microprocessor, actuated by a mains-operated electromotor (110) of a screwing tool (100). The control unit provides instructions to a shift member (17) for switching off the mains-operated electromotor of the screwing tool when a preset value of force or rotational torque of the electromotor is obtained. The control unit uses a memory medium (18) of the device for determination of a present value of the force or the rotational torque using values of power input of the electromotor assigned to the value of force or rotational torque. An independent claim is also included for a method for operating a screwing tool.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung zum Ansteuern eines netzbetriebenen Elektromotors eines Werkzeuges mit einer auf den Elektromotor wirkenden Steuereinheit, durch welche bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für eine Kraft oder ein Drehmoment der Elektromotor abgeschaltet wird oder wenigstens eine Anweisung zum Abschalten des Elektromotors an ein auf den Elektromotor wirkendes Schaltelement gegeben wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Werkzeuges. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Werkzeug, insbesondere Schraubwerkzeug, wie beispielsweise einen Kraftschrauber.The invention relates to an electrical device for driving a mains-operated electric motor of a tool with a force acting on the electric motor control unit, which is turned off upon reaching a predetermined value for a force or torque of the electric motor or at least one instruction for switching off the electric motor to a on the Electric motor acting switching element is given. The invention further relates to a method for operating a tool. Furthermore, the invention relates to a tool, in particular screwing tool, such as a power wrench.

Technologischer Hintergrund und Stand der TechnikTechnological background and state of the art

Elektrisch betriebene Werkzeuge werden in großer Vielfalt auf dem Markt angeboten. Die Werkzeuge sind für einen Einsatz im Heimwerkerbereich und ebenso für einen Einsatz im Profibereich geeignet. Übliche elektrisch betriebene Werkzeuge sind beispielsweise Bohrwerkzeuge und Schraubwerkzeuge.Electrically powered tools are widely available on the market. The tools are suitable for use in the DIY sector and also for use in the professional sector. Usual electrically operated tools are, for example, drilling tools and screwing tools.

Schraubwerkzeuge mit netzbetriebenem Elektromotor, sogenannte Elektroschrauber, dienen zum Ein- und Ausdrehen von Verbindungselementen, wie beispielsweise Schrauben oder Muttern. Mittels der Schraubwerkzeuge wird eine definierte Drehkraft auf das Verbindungselement ausgeübt, beispielsweise um die notwendige Klemmkraft zwischen zu verbindenden Bauteilen auch während des Einsetzens der maximalen Betriebskräfte zu gewährleisten. Bei Überschreiten dieser definierten Drehkraft bzw. eines solchen definierten Anzugsmomentes schaltet sich der Elektromotor üblicherweise selbsttätig ab, so dass die Aufbringung eines darüber hinausgehenden Anzugsmomentes vermieden ist.Screwdriving tools with a mains-operated electric motor, so-called electric screwdrivers, are used for screwing in and removing fasteners, such as screws or nuts. By means of the screwing a defined rotational force is exerted on the connecting element, for example, to ensure the necessary clamping force between components to be connected even during the onset of maximum operating forces. When this defined torque or such a defined torque is exceeded, the electric motor usually turns off automatically, so that the application of an exceeding torque is avoided.

Schraubwerkzeuge der besonderen Art sind Kraftschrauber, welche auch als Hochleistungs-Verschraubungsgeräte bezeichnet werden. Kraftschrauber sind dazu ausgelegt, Verbindungselemente mit einem Anzugsmoment bis zu 10.000 Nm und mehr verschrauben können. Sie kommen beispielsweise im Stahlbau oder bei der Montage von Windkraftanlagen zum Einsatz.Screwing tools of a special kind are power wrenches, which are also referred to as high-performance screwing. Power wrenches are designed to bolt fasteners with a tightening torque up to 10,000 Nm and more. They are used, for example, in steel construction or in the assembly of wind turbines.

Die Schraubwerkzeuge sind üblicherweise an das Stromnetz anschließbar und werden gewöhnlich mit 230 Volt betrieben. Zur Steuerung bzw. Regelung des Elektromotors weisen die Schraubwerkzeuge eine Phasenanschnittsteuerung auf. Es ist dadurch eine sogenannte Leistungsregelung des mit Wechselspannung betriebenen Elektromotors möglich. Diese Art der Leistungsregelung ist jedoch technisch relativ aufwendig und teuer.The screwdrivers are usually connected to the mains and are usually operated at 230 volts. For controlling or regulating the electric motor, the screwing tools have a phase control. It is thereby a so-called power control of the electric motor operated with AC voltage possible. However, this type of power control is technically relatively complex and expensive.

Bohrwerkzeuge mit netzbetriebenem Elektromotor dienen zum Einbringen von Löchern in Werkstücke mittels eines Bohrers. Bohrwerkzeuge können handgehaltene Bohrmaschinen oder auf einem Ständer oder einer Säule montierte Bohrmaschinen sein. Die Bohrmaschinen können ferner Schlagbohrmaschinen, Bohrhämmer oder Kernbohrmaschinen sein. Derartige Werkzeuge weisen üblicherweise eine elektrische Überlastsicherung auf, durch welche der Elektromotor bei Erreichen eines kritischen Drehmomentes des Werkzeuges selbsttätig abgeschaltet wird, um eine Beschädigung des Werkzeuges zu vermeiden.Drilling tools with a mains powered electric motor are used to introduce holes in workpieces by means of a drill. Drilling tools may be hand-held drills or stand-mounted or column-mounted drills. The drills may also be impact drills, rotary hammers or core drills. Such tools usually have an electrical overload protection, by which the electric motor is automatically switched off when a critical torque of the tool is reached in order to avoid damage to the tool.

Auch sind mechanische Überlastsicherungen üblich, beispielsweise in Art einer Rutschkupplung. Bei Erreichen des kritischen Drehmomentes des Werkzeuges wird die Kraftübertragung durch die mechanische Überlastsicherung unterbrochen, so dass die Komponenten in der Übertragungskette des Werkzeuges gegen Überlast und damit gegen Beschädigung geschützt werden.Also, mechanical overload protection are common, for example in the manner of a slip clutch. Upon reaching the critical torque of the tool, the power transmission is interrupted by the mechanical overload protection, so that the components are protected in the transmission chain of the tool against overload and thus against damage.

Die üblichen elektrischen und mechanischen Überlastsicherungen sind jedoch noch nicht zufriendenstellend, da diese Systeme bisher technisch relativ aufwendig und damit teuer sind.However, the usual electrical and mechanical overload protection are not yet zufriendenstellend, as these systems are technically relatively complex and therefore expensive.

Aufgabenstellungtask

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Vorrichtung zum Ansteuern eines netzbetriebenen Elektromotors eines Werkzeuges mit den eingangs genannten Merkmalen bereit zu stellen, welche technisch relativ einfach und damit kostengünstig realisierbar ist. Ferner soll ein technisch einfach ausführbares Verfahren zum Betreiben eines Werkzeuges vorgeschlagen werden. Auch soll ein entsprechendes Werkzeug bereitgestellt werden.The invention is therefore an object of the invention to provide an electrical device for driving a mains-powered electric motor of a tool with the features mentioned above, which is technically relatively simple and therefore inexpensive to implement. Furthermore, a technically simple executable method for operating a tool should be proposed. Also, a corresponding tool should be provided.

Erfindung und vorteilhafte WirkungenInvention and advantageous effects

Zur Lösung der Aufgabe wird eine elektrische Vorrichtung zum Ansteuern eines netzbetriebenen Elektromotors eines Werkzeuges mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben eines Werkzeuges mit den Merkmalen des Anspruches 13 vorgeschlagen. Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruches 16 vorgeschlagen.To solve the problem, an electrical device for driving a mains-operated electric motor of a tool with the features of claim 1 is proposed. Furthermore, a method for operating a tool with the features of claim 13 is proposed to solve the problem. Furthermore, a tool with the features of claim 16 is proposed to solve the problem.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the figures.

Eine erfindungsgemäße elektrische Vorrichtung zum Ansteuern eines netzbetriebenen Elektromotors eines Werkzeuges weist eine auf den Elektromotor wirkende Steuereinheit auf, durch welche bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für eine Kraft oder ein Drehmoment der Elektromotor abgeschaltet wird oder wenigstens eine Anweisung zum Abschalten des Elektromotors an ein auf den Elektromotor wirkendes Schaltelement gegeben wird.An inventive electrical device for driving a mains-operated electric motor of a tool has a force acting on the electric motor control unit, by which at Achieving a predetermined value for a force or torque of the electric motor is switched off or at least an instruction for switching off the electric motor is given to a force acting on the electric motor switching element.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zur Ermittlung eines momentanen Wertes der Kraft oder des Drehmomentes die Steuereinheit wenigstens eine auf einem Speichermedium der Vorrichtung abgelegte Kennlinie nutzt, durch welche Werten für die Stromaufnahme des Elektromotors jeweils wenigstens ein Wert für die Kraft oder das Drehmoment zugeordnet ist.According to the invention, for determining a current value of the force or the torque, the control unit uses at least one characteristic stored on a storage medium of the device, by which values for the current consumption of the electric motor at least one value for the force or the torque is assigned.

Durch diese Maßnahme ist eine elektrische Vorrichtung zum Ansteuern des netzbetriebenen Elektromotors für das Werkzeug mit einer Abschaltautomatik bei Erreichen einer vorgegebenen Kraft oder eines vorgegebenen Drehmoments in technisch einfacher Weise realisiert. Es wird dazu auf abgespeicherte Wertepaare zurückgegriffen, welche einen Zusammenhang zwischen der Stromaufnahme des Elektromotors und der Kraft oder des Drehmoments des Werkzeuges beschreiben.By this measure, an electrical device for driving the mains-operated electric motor for the tool with an automatic shutdown upon reaching a predetermined force or a predetermined torque is realized in a technically simple manner. It is used to stored value pairs, which describe a relationship between the current consumption of the electric motor and the force or the torque of the tool.

Die Kennlinie oder mit anderen Worten ausgedrückt, die einander zugeordneten Werte der jeweiligen Wertepaare von Stromaufnahme und Kraft bzw. Drehmoment sind bevorzugt empirisch für das jeweilige Werkzeug, beispielsweise in einer Versuchsreihe, ermittelt. Insofern können auch mehrere Kennlinien auf dem Speichermedium abgelegt sein, welche für unterschiedliche Ausführungen von Werkzeugen ermittelt worden sind.Expressed in other words, the mutually associated values of the respective value pairs of current consumption and force or torque are preferably determined empirically for the respective tool, for example in a test series. In this respect, several characteristics can be stored on the storage medium, which have been determined for different versions of tools.

Bevorzugt weist die auf dem Speichermedium abgelegte wenigstens eine Kennlinie Werte für die Stromaufnahme des Elektromotors auf, welchen jeweils wenigstens ein Wert für die Kraft oder das Drehmoment des Werkzeuges, ermittelt an einer Stelle der Übertragungskette zwischen Elektromotor und Bewegungsausgang des Werkzeuges, zugeordnet ist. Die wenigstens eine Kennlinie kann beispielsweise auf Kraftwerte bzw. Drehmomentwerte zurückgreifen, welche am Bewegungsausgang des Werkzeuges, an der Abtriebswelle des Elektromotors, an der Abtriebswelle eines Getriebes oder an einem beliebigen anderen Ausgang einer beliebigen anderen Komponente in dem Kraftfluss zwischen dem Elektromotor und dem Bewegungsausgang des Werkzeuges angeordnet ist.Preferably, the stored on the storage medium at least one characteristic values for the current consumption of the electric motor, which in each case at least one value for the force or torque of the tool, determined at a point of the transmission chain between the electric motor and movement output of the tool assigned. The at least one characteristic may, for example, rely on force values or torque values which are present at the movement output of the tool, on the output shaft of the electric motor, on the output shaft of a transmission or on any other output of any other component in the power flow between the electric motor and the movement output of the engine Tool is arranged.

Die wenigstens eine Kennlinie ist auf dem Speichermedium bevorzugt als mathematische Funktion abgelegt.The at least one characteristic is preferably stored on the storage medium as a mathematical function.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für den Einbau in Werkzeugen beliebiger Art geeignet. Derartige Werkzeuge können beispielsweise Schraubwerkzeuge sein. Bei Schraubwerkzeugen bietet es sich an, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu dient, dass die Abschaltautomatik ein Abschalten des Elektromotors dann durchführt, wenn mittels des Schraubwerkzeuges eine definierte Drehkraft auf das ein- bzw. auszudrehende Verbindungselement aufgebaut worden ist. Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mittels der Kennlinie abgelegte Drehmoment ist in diesem Fall das Anzugsmoment des Schraubwerkzeuges. Bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für das Anzugsmoment, welches beispielsweise der zu erreichenden definierten Klemmkraft für das Verbindungselement entspricht, erfolgt ein Abschalten des Elektromotors unter Nutzung der auf dem Speichermedium abgelegten Kennlinie.The device according to the invention is suitable for installation in tools of any kind. Such tools can be, for example, screwing tools. When screwdriving tools, it makes sense that the device according to the invention serves to ensure that the automatic shutdown then performs a shutdown of the electric motor, if by means of the screwing a defined rotational force has been built on the connection element to be turned on or out. The torque stored in the device according to the invention by means of the characteristic is in this case the tightening torque of the screwing tool. Upon reaching a predetermined value for the tightening torque, which corresponds for example to reach the defined clamping force for the connecting element, there is a shutdown of the electric motor using the stored on the storage medium characteristic.

Das Schraubwerkzeug ist beispielweise ein Kraftschrauber. Unter einem Kraftschrauber ist im Zuge der Erfindung ein Schraubwerkzeug zu verstehen, welches höchste Anzugsmomente, vorzugsweise bis zu 10.000 Nm und mehr aufbringen kann.The screwing tool is for example a power screwdriver. In the context of the invention, a power screwdriver is to be understood as a screwing tool which can apply the highest tightening torques, preferably up to 10,000 Nm and more.

Weiterhin ist es denkbar, dass das Werkzeug eine Bohrmaschine, eine Kernbohrmaschine oder dergleichen Handmaschine, Ständer- und/oder Säulenmaschine ist. Bei derartigen Werkzeugen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als Überlastschutz genutzt werden. Der vorgegebene Wert für die Kraft oder das Drehmoment entspricht in diesem Fall einem kritischen Wert für die Kraft oder das Drehmoment des Werkzeuges, ab welcher gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines entsprechenden Sicherheitszuschlages die Gefahr einer Beschädigung bzw. Überlastung des Werkzeuges, insbesondere seines Elektromotors oder wenigstens einer der mechanischen Komponenten für die Kraftübertragung vom Elektromotor zum Bewegungsausgang des Werkzeuges, gegeben ist.Furthermore, it is conceivable that the tool is a drilling machine, a core drilling machine or the like hand-held machine, columnar and / or column machine. In such tools, the device according to the invention can be used as overload protection. The predetermined value for the force or the torque in this case corresponds to a critical value for the force or torque of the tool, from which, if necessary, taking into account a corresponding safety margin, the risk of damage or overloading of the tool, in particular its electric motor or at least one of mechanical components for the power transmission from the electric motor to the movement output of the tool, is given.

Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu dient, sowohl eine Abschaltautomatik als Überlastschutz bereit zu stellen als auch die Abschaltautomatik einzusetzen, um den Elektromotor bei Erreichen eines beliebigen vorgegebenen Kraftwertes bzw. Drehmomentwertes unterhalb des für den Überlastschutz verwendeten kritischen Kraft bzw. Drehmomentwert zu bewirken.Of course, it can also be provided that the device according to the invention serves both to provide an automatic shutdown as overload protection and to use the automatic shutdown to the electric motor upon reaching any predetermined force value or torque value below the critical force used for the overload protection or To effect torque value.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur für den Einsatz in Werkzeugen geeignet, welche einen rotierenden Bewegungsausgang aufweisen. Auch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Werkzeugen eingesetzt werden, welche einen translatorischen Bewegungsausgang aufweisen.The device according to the invention is not only suitable for use in tools which have a rotating movement output. Also, the device according to the invention can be used in tools which have a translatory movement output.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine die Netzwechselspannung in Gleichspannung umformende Gleichrichtereinheit vorgesehen, durch welche der Elektromotor mit Gleichstrom betrieben wird. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach zu realisieren, da der Zusammenhang zwischen der Stromaufnahme des Elektromotors und der Kraft bzw. dem Drehmoment des Werkzeuges im Wesentlichen linear ist. Folglich verläuft die Kennlinie im Wesentlichen linear. Ein derartiger Kennlinienverlauf lässt sich in besonders einfacher Weise mathematisch beschreiben.According to a preferred embodiment of the invention, a rectifier unit, which converts the mains alternating voltage into DC voltage, is provided by which the electric motor is connected DC is operated. As a result, the device according to the invention is particularly easy to implement, since the relationship between the current consumption of the electric motor and the force or the torque of the tool is substantially linear. Consequently, the characteristic is essentially linear. Such a characteristic curve can be described mathematically in a particularly simple manner.

Auch ist durch den Betrieb des Elektromotors mit Gleichstrom gegenüber einem Betrieb mit Wechselstrom ein Verschleiß der Bürsten des Elektromotors erheblich verringert. Darüber hinaus ergeben sich ein deutlich geringeres Bürstenfeuer und damit erheblich reduzierte Breitbandstörungen.Also, by the operation of the electric motor with direct current compared to an operation with alternating current wear of the brushes of the electric motor is significantly reduced. In addition, there is a significantly lower brush fire and thus significantly reduced broadband interference.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Messeinrichtung vorgesehen, durch welche die Stromaufnahme des Elektromotors ermittelbar ist. Durch die Messeinrichtung können die jeweils an dem Elektromotor momentan anliegenden Stromwerte beispielsweise über eine vorgegebene Zeitdauer zumindest im Betrieb des Elektromotors erfasst werden. Die Messeinrichtung kann die Stromaufnahme des Elektromotors kontinuierlich messen. Auch ist es möglich, dass die Messeinrichtung die Stromaufnahme des Elektromotors in Zeitabständen erfasst. Sowohl bei der kontinuierlichen Erfassung als auch bei der Erfassung in vorgegebenen Zeitabständen kann in wiederum vorgegebenen Zeitabständen ein Wert für die jeweils momentane Stromaufnahme ermittelt werden, so dass über eine bestimmte Zeitdauer gesehen, eine Vielzahl von Werten vorliegen, so dass ein zeitlicher Verlauf der Stromaufnahme des Elektromotors beschrieben werden kann.According to one embodiment of the invention, a measuring device is provided, by which the current consumption of the electric motor can be determined. By means of the measuring device, the respective current values currently applied to the electric motor can be detected, for example, over a predetermined period of time, at least during operation of the electric motor. The measuring device can measure the current consumption of the electric motor continuously. It is also possible that the measuring device detects the current consumption of the electric motor at intervals. Both in the continuous detection and in the detection at predetermined time intervals, a value for the respective instantaneous current consumption can be determined at predetermined intervals, so that seen over a certain period of time, there are a plurality of values, so that a time course of the current consumption of Electric motor can be described.

Die Messeinrichtung kann in besonders einfacher Weise durch einen Messwiderstand gebildet sein. Der Messwiderstand kann ein Nebenschlusswiderstand bzw. Shunt sein. Der Strom, der durch den Shunt bzw. den Nebenschlusswiderstand fließt, verursacht einen zu ihm proportionalen Spannungsabfall, der gemessen wird.The measuring device can be formed in a particularly simple manner by a measuring resistor. The measuring resistor may be a shunt or shunt. The current flowing through the shunt causes a voltage drop proportional to it which is measured.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, durch welche zu der jeweils momentanen Stromaufnahme des Elektromotors aus der Kennlinie ein nächstliegender oder identischer Wert für die Stromaufnahme zuordenbar ist und vorzugsweise ein Vergleich des in der Kennlinie zugeordneten Wertes für die Kraft oder das Drehmoment mit dem vorgegebenen Wert für die Kraft oder das Drehmoment durchführbar ist.According to a further embodiment of the invention, a comparison device is provided, by which a respective nearest or identical value for the current consumption can be assigned to the respective current consumption of the electric motor from the characteristic and preferably a comparison of the associated value in the characteristic value for the force or torque the predetermined value for the force or torque is feasible.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Steuereinheit zum Abschalten des Elektromotors oder zum Ausgeben einer Anweisung zum Abschalten des Elektromotors bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für die Drehzahl des Elektromotors ausgebildet ist. Diese Maßnahme dient dem Schutz eines dem Elektromotor nachgeschalteten Getriebes vor Beschädigung. Die Gefahr der Beschädigung ist besonders bei solchen Werkzeugen wie beispielsweise den Kraftschraubern gegeben, welche das sehr hohe aufzubringende Anzugsmoment üblicherweise unter anderem dadurch zustande bringen, dass eine relativ große Untersetzung des Getriebes gewählt wird. Im Falle des Kraftschraubers könnte durch einen zu schnell drehenden Elektromotor beim Aufsetzen des Kraftschraubers auf ein anzuziehendes Verbindungselement es zu einem auf das Getriebe wirkenden Drehmomentstoß kommen, welcher das Getriebe beschädigen, wenn nicht gar zerstören würde. Dies ist durch die Begrenzung der Drehzahl auf einen vorgegebenen Wert vermieden.According to a preferred embodiment, it is provided that the control unit for switching off the electric motor or for outputting an instruction for switching off the electric motor is formed upon reaching a predetermined value for the rotational speed of the electric motor. This measure serves to protect a downstream of the electric motor transmission from damage. The risk of damage is especially in such tools such as the power wrench, which usually bring about the very high torque applied, inter alia, that a relatively large reduction of the transmission is selected. In the case of the power wrench could happen by a too fast rotating electric motor when putting the power wrench on a fastener to be attracted to a torque shock acting on the gear, which would damage the gear, if not destroy it. This is avoided by limiting the speed to a predetermined value.

Um das Abschalten des Elektromotors bei Erreichen eines vorgegebenen Drehzahlwertes mit möglichst kleiner Abweichung bzw. Tolerenz durchführen zu können, bietet es sich an, dass eine Drehzahl-Messeinrichtung zur direkten oder indirekten Erfassung der Drehzahl des Elektromotors vorgesehen ist. Die Drehzahl-Messeinrichtung nutzt bevorzugt ein auf elektromagnetischer Induktion beruhendes Messverfahren.In order to perform the switching off of the electric motor upon reaching a predetermined speed value with the smallest possible deviation or tolerance, it makes sense that a speed-measuring device for direct or indirect detection of the rotational speed of the electric motor is provided. The speed measuring device preferably uses a measuring method based on electromagnetic induction.

Es bietet sich ferner an, dass eine Drehzahl-Vergleichseinrichtung vorgesehen ist, welche den jeweils momentanen Wert der Drehzahl des Elektromotors mit dem vorgegebenen Wert für die Drehzahl vergleicht. Dadurch ist sichergestellt, dass möglichst umgehend zum Zeitpunkt des Erreichens des vorgegebenen Drehzahlwertes eine Anweisung zum Abschalten des Elektromotors gegeben wird bzw. der Elektromotor abgeschaltet wird. Ein kurzzeitiges Weiterdrehen bei Erreichen des vorgegebenen Drehzahlwertes ist dadurch wirkungsvoll vermeidbar.It is also advisable that a speed comparison device is provided which compares the respective current value of the speed of the electric motor with the predetermined value for the speed. This ensures that as soon as possible at the time when the predetermined speed value is reached, an instruction for switching off the electric motor is given or the electric motor is switched off. A short-term further rotation upon reaching the predetermined speed value is effectively avoidable.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen, durch welche die Drehrichtung des Elektromotors, insbesondere im Betrieb des Elektromotors mit Gleichstrom, umkehrbar ist. Dadurch ist ein Linkslauf wie auch ein Rechtslauf oder ein Vorwärtslauf wie auch ein Rückwärtslauf des Werkzeuges ermöglicht. Die Einrichtung kann durch ein Relais gebildet sein oder ein Relais aufweisen.According to a further embodiment of the invention, a device is provided by which the direction of rotation of the electric motor, in particular during operation of the electric motor with direct current, is reversible. As a result, a reverse rotation as well as a clockwise or forward rotation as well as a reverse rotation of the tool allows. The device may be formed by a relay or have a relay.

Bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Schraubwerkzeug bietet es sich an, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, dass bei Erreichen des vorgegebenen Wertes für das Anzugsmoment des Schraubwerkzeuges der Elektromotor selbsttätig in seiner Drehrichtung umgekehrt wird und zumindest über einen kurzen Verdrehweg in die andere Drehrichtung bewegt wird. Hierdurch ist in einfacher Weise ein Lösen des Schraubwerkzeuges von dem angezogenen Verbindungselement ermöglicht, so dass nach dem Festschrauben des Verbindungselementes das Schraubwerkzeug ohne großen Kraftaufwand in einfacher Weise von dem angezogenen Verbindungselement abgezogen werden kann.When using the device according to the invention in a screwing, it is advisable that the device is designed so that upon reaching the predetermined value for the tightening torque of the screwing the electric motor is automatically reversed in its direction of rotation and at least over a short Verdrehweg in the other direction is moved. This is a simple way of loosening the screwing made possible by the tightened connection element, so that after tightening the connecting element, the screwing can be deducted without much effort in a simple manner from the tightened connection element.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Bedieneinheit vorgesehen, welche zur Eingabe wenigstens eines Vorgabewertes, insbesondere des wenigstens einen vorgegebenen Wertes für die Kraft oder das Drehmoment des Werkzeuges und/oder wenigstens eines vorgegebenen Wertes für die maximale Drehzahl des Elektromotors, wenigstens eines Wertes für eine Anzahl nacheinander durchzuführender Arbeitsvorgänge und/oder wenigstens einer Zeichenkette beispielsweise zur Identifizierung eines Bearbeitungsauftrages dient. Durch die Bedieneinheit ist eine einfache und komfortable Handhabung für den Benutzer des Schraubwerkzeuges ermöglicht.According to a preferred embodiment of the invention, an operating unit is provided, which for inputting at least one default value, in particular of the at least one predetermined value for the force or the torque of the tool and / or at least one predetermined value for the maximum speed of the electric motor, at least one value for a number of successive to be performed operations and / or at least one string, for example, for identifying a processing order is used. The control unit allows a simple and comfortable handling for the user of the screwing tool.

Besonders einfach ist die Bedieneinheit handhabbar, wenn sie für den Benutzer von außen zugänglich angeordnet ist, beispielsweise auf der Außenschale des Werkzeuges angeordnet ist, welche während des Arbeitsvorganges oder im Ruhezustand des Werkzeuges im Blickfeld des Benutzers liegt.The control unit is particularly easy to handle if it is arranged accessible to the user from the outside, for example, is arranged on the outer shell of the tool, which is in the field of view of the user during the operation or in the resting state of the tool.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Bedieneinheit vorgesehen, welche zur Ausgabe, insbesondere zur visuellen und/oder akustischen Ausgabe, von Informationen zur Anzahl ausgeführter Arbeitsvorgänge, Informationen zur Anzahl ordnungsgemäßer und/oder nicht ordnungsgemäßer Arbeitsvorgänge, Informationen zu den eingegebenen Daten und/oder eines Protokolls mit den Eingabewerten, Messwerten und/oder Berechnungswerten dient. Diese Maßnahme zielt darauf ab, dem Benutzer des Werkzeuges ein hohes Maß an Komfort bei der Durchführung von Arbeitsvorgängen sowie der Benutzung des Werkzeuges zu bieten.According to a further embodiment of the invention, an operating unit is provided, which for output, in particular for visual and / or audible output, information on the number of executed operations, information on the number of proper and / or improper operations, information about the data entered and / or a log with the input values, measured values and / or calculation values. This measure aims to provide the user of the tool with a high degree of comfort in the performance of operations and the use of the tool.

Es bietet sich an, dass die Bedieneinheit für die Eingabe und die Bedieneinheit für die Ausgabe in einer gemeinsamen Baueinheit angeordnet sind oder es sich um eine gleiche Bedieneinheit handelt.It is advisable that the operating unit for the input and the operating unit for the output are arranged in a common unit or it is a same operating unit.

Es bietet sich ferner an, dass die eingegebenen Werte sowie die zur Ausgabe vorgesehen Informationen und Daten auf einem Speicher, vorzugsweise einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt werden. Auch ist natürlich ein flüchtiger Speicher als Speichermedium möglich.It is also advisable that the input values and the information and data provided for the output are stored on a memory, preferably a non-volatile memory. Of course, a volatile memory is possible as a storage medium.

Um etwaige Zählvorgänge vornehmen zu können, bietet es sich an, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine Zähleinrichtung aufweist. Hierdurch lassen sich beispielsweise Schraubvorgänge aufzuzählen. Auch können etwaige andere Ereignisse aufgezählt werden.In order to be able to carry out any counting operations, it makes sense that the device according to the invention has at least one counting device. As a result, for example, screwing enumerate. Also, any other events can be enumerated.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung, insbesondere die Steuereinheit der Vorrichtung, prozessorgesteuert ist. Bevorzugt sind dazu wenigstens ein Mikroprozessor und gegebenenfalls wenigstens ein Mikrocontroller vorgesehen.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the device, in particular the control unit of the device, is processor-controlled. Preferably, at least one microprocessor and optionally at least one microcontroller are provided for this purpose.

Das Ein- bzw. Ausschalten des Elektromotors ist bevorzugt über einen Leistungs-Feldeffekttransistor realisiert, welcher von einem Mikrocontroller über ein pulsweitenmoduliertes Signal gesteuert wird. Mittels eines pulsweitenmodulierten Signales kann ferner die Drehzahl des Elektromotors eingestellt bzw. geregelt oder gesteuert werden. Dies erfolgt bevorzugt durch Auswertung eines Signales eines vorgesehenen Drehzahlsensors. Die Auswertung des Sensorsignales erfolgt dabei durch Vergleich mit einem vorgegebenen Drehzahlwert, welcher in einem Speicher abgelegt ist.The switching on and off of the electric motor is preferably realized via a power field effect transistor which is controlled by a microcontroller via a pulse width modulated signal. By means of a pulse width modulated signal, the speed of the electric motor can also be adjusted or regulated or controlled. This is preferably done by evaluating a signal of a designated speed sensor. The evaluation of the sensor signal is carried out by comparison with a predetermined speed value, which is stored in a memory.

Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Betreiben eines Werkzeuges mit einem netzbetriebenen Elektromotor und einer den Elektromotor ansteuerenden Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art. Bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für eine Kraft oder ein Drehmoment des Werkzeuges wird der Elektromotor abgeschaltet oder es wird wenigstens eine Anweisung zum Abschalten des Elektromotors an ein auf den Elektromotor wirkendes Schaltelement gegeben.According to another aspect, the invention relates to a method for operating a tool with a mains-operated electric motor and a device of the type described above. When a predetermined value for a force or a torque of the tool is reached, the electric motor is switched off or at least one of them is actuated Instruction for switching off the electric motor given to a force acting on the electric motor switching element.

Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein momentaner Wert der Kraft oder des Drehmomentes durch wenigstens eine auf einem Speichermedium abgelegte Kennlinie ermittelt wird, durch welche Werten für die Stromaufnahme des Elektromotors jeweils wenigstens ein Wert für die Kraft oder das Drehmoment zugeordnet ist. Dadurch ist die Vorrichtung zum Ansteuern des netzbetriebenen Elektromotors für das Werkzeug in einfacher Weise betreibbar, um bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes der Kraft oder des Drehmomentes eine Abschaltung des Elektromotors durchzuführen. Es wird dazu auf abgespeicherte Wertepaare zurückgegriffen, welche einen Zusammenhang zwischen der Stromaufnahme des Elektromotors und der Kraft bzw. des Drehmomentes des Werkzeuges beschreiben.According to the invention, it is provided that an instantaneous value of the force or the torque is determined by at least one characteristic stored on a storage medium, by which values for the current consumption of the electric motor in each case at least one value for the force or the torque is assigned. Thereby, the device for driving the mains-operated electric motor for the tool is easily operable to perform a shutdown of the electric motor upon reaching a predetermined value of the force or torque. It is used to stored value pairs, which describe a relationship between the current consumption of the electric motor and the force or the torque of the tool.

Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Elektromotor mit Gleichstrom betrieben wird, welcher durch Gleichrichtung der Netzwechselspannung erzeugt wird. Hierdurch ist die eine mathematisch einfach zu beschreibende Kennlinie gegeben, da der Zusammenhang zwischen der Stromaufnahme des Elektromotors und der Kraft bzw. des Drehmomentes des Werkzeuges im Wesentlichen linear ist. Folglich verläuft die Kennlinie im Wesentlichen linear.According to a development of the method, it is provided that the electric motor is operated with direct current, which is generated by rectification of the mains alternating voltage. As a result, the one mathematically easy to describe characteristic is given, since the relationship between the current consumption of the electric motor and the force or the torque of the tool is substantially linear. Consequently, the characteristic is essentially linear.

Weiterhin umfasst die Erfindung ein Werkzeug, insbesondere Schraubwerkzeug, wie beispielsweise einen Kraftschrauber oder ein Bohrwerkzeug, mit einem netzbetriebenen Elektromotor und einer den Elektromotor ansteuernden Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art. Furthermore, the invention comprises a tool, in particular a screwing tool, such as a power wrench or a drilling tool, with a mains-driven electric motor and an electric motor-driving device of the type described above.

Bevorzugt ist der Elektromotor ein Universalmotor. Als Universalmotor ist im Zuge der Erfindung ein Einphasen-Reihenflussmotor zu verstehen. Ein solcher Elektromotor ist sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom betreibbar, so dass die Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art ohne weiteres in Werkzeuge implementiert werden kann, welche bisher lediglich mit Wechselstrom betrieben wurden.Preferably, the electric motor is a universal motor. As a universal motor is to be understood in the invention a single-phase series flux motor. Such an electric motor can be operated both with direct current and with alternating current, so that the device of the type described above can be readily implemented in tools which were previously operated only with alternating current.

Ausführungsbeispieleembodiments

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims or their dependency.

Es zeigen:Show it:

1 ein Schema einer möglichen Ausführungsform einer elektrischen Vorrichtung zum Ansteuern eines netzbetriebenen Elektromotors, welcher Bestandteil eines Schraubwerkzeuges ist, und 1 a diagram of a possible embodiment of an electrical device for driving a mains-powered electric motor, which is part of a screwing, and

2 den funktionellen Zusammenhang zwischen dem Anzugsmoment eines Schraubwerkzeuges und der Stromaufnahme dessen Elektromotors, dargestellt als Kennlinie. 2 the functional relationship between the tightening torque of a screwing tool and the current consumption of the electric motor, shown as a characteristic.

1 zeigt – in schematischer Darstellung – den Aufbau eines Schraubwerkzeuges 100, welches zum Ein- und Ausschrauben eines (nicht dargestellten) Verbindungselementes, wie beispielsweise einer Schraube oder einer Mutter, dient. 1 shows - in a schematic representation - the structure of a screwing tool 100 which is used for screwing in and unscrewing a (not shown) connecting element, such as a screw or a nut.

Das Schraubwerkzeug 100 kann ein Kraftschrauber sein, welcher besonders hohe Anzugsmomente aufbringen kann.The screwing tool 100 can be a power screwdriver, which can apply particularly high torques.

Das Schraubwerkzeug 100 weist einen netzbetriebenen Elektromotor 110 auf, welcher über eine mechanische Verbindung 14 mit einem Getriebe 120 wirkverbunden ist. Das Getriebe 120 wiederum ist mit einer Aufnahme 130 für ein (nicht dargestelltes) zu verschraubendes Verbindungselement vorzugsweise mechanisch verbunden ist. Die Aufnahme 130 bildet den Bewegungsausgang 150 des Schraubwerkzeuges 100.The screwing tool 100 has a mains powered electric motor 110 on, which via a mechanical connection 14 with a gear 120 is actively connected. The gear 120 turn, is with a recording 130 for a (not shown) to be screwed connecting element is preferably mechanically connected. The recording 130 makes the movement exit 150 of the screwing tool 100 ,

Das Schraubwerkzeug 100 weist ferner eine elektrische Vorrichtung 1 auf, welche zum Ansteuern des Elektromotors 110 dient. Die Vorrichtung 1 ist in der 1 vereinfacht durch den mit strichpunktierter Linie gezeichneten Kasten dargestellt, innerhalb dessen die Bauteile der Vorrichtung 1 gezeichnet sind.The screwing tool 100 also has an electrical device 1 on, which for driving the electric motor 110 serves. The device 1 is in the 1 simplified represented by the drawn with dotted line box, within which the components of the device 1 are drawn.

Die Vorrichtung 1 hat eine auf den Elektromotor 110 wirkende Steuereinheit 3, durch welche bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für ein Anzugsmoment des Schraubwerkzeuges 100 der Elektromotor 110 abgeschaltet wird. Das Schraubwerkzeug 100 ist dazu ausgebildet, bei einem vorgegebenen Nenn-Anzugsmoment vorzugsweise selbsttätig abzuschalten und damit ein Verschrauben des (nicht dargestellten) Verbindungselementes auf ein definiertes Anzugsmoment relativ exakt vornehmen zu können.The device 1 has one on the electric motor 110 acting control unit 3 , by which upon reaching a predetermined value for a tightening torque of the screwing tool 100 the electric motor 110 is switched off. The screwing tool 100 is designed to turn off automatically at a predetermined nominal torque preferably automatically and thus to make a screwing of the (not shown) connecting element to a defined torque relatively accurately.

Die Steuereinheit 3 ist bevorzugt prozessorgesteuert und weist wenigstens einen (nicht dargestellten) Mikroprozessor auf. Insofern stellt die Vorrichtung 1 eine Leistungssteuerung für den Elektromotor 110 des Schraubwerkzeuges 100 dar. Die Steuereinheit 3 weist wenigstens ein Speichermedium 18 auf, auf welchem eine Kennlinie abgelegt ist, mit Werten für die Stromaufnahme des Elektromotors 110 und jeweils einem zugeordneten Wert für das Anzugsmoment des Schraubwerkzeuges 100. Die Kennlinie ist bevorzugt empirisch für das Schraubwerkzeug 100 und den zugehörigen Elektromotor 110 mit dem Getriebe 120 ermittelt worden. Selbstverständlich können auch weitere Kennlinien implementiert sein, welche zu anderen Schraubwerkzeugen und anderen Elektromotoren empirisch ermittelt wurden.The control unit 3 is preferably processor-controlled and has at least one microprocessor (not shown). In this respect, the device provides 1 a power control for the electric motor 110 of the screwing tool 100 dar. The control unit 3 has at least one storage medium 18 on which a characteristic is stored, with values for the current consumption of the electric motor 110 and in each case an associated value for the tightening torque of the screwing tool 100 , The characteristic is preferably empirical for the screwing tool 100 and the associated electric motor 110 with the gearbox 120 been determined. Of course, other characteristics can be implemented, which were determined empirically to other screwdrivers and other electric motors.

Die Steuereinheit 3 nutzt diese Kennlinie, um aus der momentanen Stromaufnahme des Elektromotors 110 ein momentanes Anzugsmoment zu ermitteln. Die wenigstens eine Kennlinie ist dazu bevorzugt als mathematische Funktion auf dem Speichermedium 18 abgelegt.The control unit 3 uses this characteristic to from the current current consumption of the electric motor 110 to determine a momentary tightening torque. The at least one characteristic is preferred as a mathematical function on the storage medium 18 stored.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist eine die Netzwechselspannung in Gleichspannung umformende Gleichrichtereinheit 2 vorgesehen, durch welche der Elektromotor 110 über die elektrische Verbindung 13 mit Gleichstrom betrieben wird. Dadurch ist die auf dem Speichermedium 18 abgelegte Kennlinie im Wesentlichen linear und lässt sich in besonders einfacher Weise durch eine mathematische Funktion beschreiben. Die Netzzuleitung zu dem Schraubwerkzeug bzw. der Netzanschluss ist schematisch durch den Pfeil 15 dargestellt.In the device according to the invention 1 is a rectifier unit transforming the AC mains voltage into DC voltage 2 provided by which the electric motor 110 over the electrical connection 13 operated with direct current. This is the on the storage medium 18 stored characteristic curve substantially linear and can be described in a particularly simple manner by a mathematical function. The power supply line to the screwing or the power supply is shown schematically by the arrow 15 shown.

Um das momentane Anzugsmoment aus der Kennlinie ermitteln zu können, ist eine Messeinrichtung 19 vorgesehen, mittels welcher die momentane Stromaufnahme des Elektromotors 110 ermittelt wird. Ferner ist eine Vergleichseinrichtung 20 vorgesehen, durch welche zu der jeweiligen Wert für die momentane Stromaufnahme des Elektromotors 110 aus der Kennlinie ein nächstliegender oder identischer Wert für die Stromaufnahme zugeordnet wird und der zugehörige Wert für das Anzugsmoment mit dem vorgegebenen Wert für das Anzugsmoment verglichen wird. Sofern der Wert der Kennlinie für das Anzugsmoment den vorgegebenen Wert für das Anzugsmoment überschreitet, wird durch die Steuereinheit 3 das Abschalten des Elektromotors 110 eingeleitet. Dazu ist ein Schaltelement 17 vorgesehen, welches bevorzugt als Leistungs-Feldeffekttransistor ausgebildet ist. In order to be able to determine the momentary tightening torque from the characteristic curve, there is a measuring device 19 provided, by means of which the current current consumption of the electric motor 110 is determined. Furthermore, a comparison device 20 provided, through which to the respective value for the instantaneous current consumption of the electric motor 110 from the characteristic a nearest or identical value for the current consumption is assigned and the associated value for the tightening torque is compared with the predetermined value for the tightening torque. If the value of the torque curve exceeds the specified tightening torque value, the control unit will 3 switching off the electric motor 110 initiated. This is a switching element 17 provided, which is preferably designed as a power field effect transistor.

Die Steuereinheit 3 ist ferner zum Abschalten des Elektromotors 110 bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für die Drehzahl des Elektromotors 110 ausgebildet. Dazu weist die Vorrichtung 1 eine Drehzahl-Messeinrichtung 7 auf, mittels welcher die Drehzahl des Elektromotors 110 direkt oder indirekt erfasst wird. Dazu kann beispielsweise ein Messverfahren auf der Grundlage magnetischer Induktivität eingesetzt sein.The control unit 3 is also for switching off the electric motor 110 upon reaching a predetermined value for the speed of the electric motor 110 educated. For this purpose, the device 1 a speed measuring device 7 on, by means of which the speed of the electric motor 110 is recorded directly or indirectly. For this purpose, for example, a measuring method based on magnetic inductance can be used.

Die Steuereinheit 3 weist ferner eine Drehzahl-Vergleichseinrichtung 21 auf, mittels welcher der jeweils momentane Wert der Drehzahl des Elektromotors 110 mit dem vorgegebenen Wert für die Drehzahl verglichen wird. Sofern die gemessene Drehzahl des Elektromotors 110 den vorgegebenen Wert für die Drehzahl überschreitet, wird der Abschaltvorgang für den Elektromotor 110 eingeleitet. Bevorzugt gibt dazu die Steuereinheit 3 eine Anweisung an das Schaltelement 17, welches die Abschaltung des Elektromotors 110 durchführt.The control unit 3 also has a speed comparison device 21 on, by means of which the respective instantaneous value of the rotational speed of the electric motor 110 is compared with the predetermined value for the speed. If the measured speed of the electric motor 110 exceeds the predetermined value for the speed, the shutdown process for the electric motor 110 initiated. Preference is given to the control unit 3 an instruction to the switching element 17 , which is the shutdown of the electric motor 110 performs.

Weiterhin weist die Steuereinheit 3 eine Einrichtung 5 auf, durch welche die Drehrichtung 140 des Elektromotors 110 umkehrbar ist.Furthermore, the control unit 3 An institution 5 on, by which the direction of rotation 140 of the electric motor 110 is reversible.

Die Steuereinheit 3 ist bevorzugt mit dem Schaltelement 17 über wenigstens eine Signalleitung 11 verbunden, so dass über die Signalleitung 11 Informationen bzw. Anweisungen zur Abschaltung und zur Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 110 an das Schaltelement 17 übertragen werden können.The control unit 3 is preferred with the switching element 17 via at least one signal line 11 connected so that over the signal line 11 Information or instructions for switching off and reversing the direction of rotation of the electric motor 110 to the switching element 17 can be transmitted.

Die Steuereinheit 3 ist ferner mit der Strommesseinrichtung 19 mittels einer Signalleitung 10 verbunden, so dass die Informationen zur anliegenden momentanen Stromaufnahme über die Signalleitung 10 an die Steuereinheit 3 bzw. die Vergleichseinrichtung 20 der Steuereinheit 3 übertragen werden können. Weiterhin ist die Drehzahlmesseinrichtung 7 mit der Steuereinheit 3 mittels einer Signalleitung 12 wirkverbunden.The control unit 3 is also with the current measuring device 19 by means of a signal line 10 connected so that the information about the applied instantaneous power consumption via the signal line 10 to the control unit 3 or the comparison device 20 the control unit 3 can be transmitted. Furthermore, the speed measuring device 7 with the control unit 3 by means of a signal line 12 operatively connected.

Die Vorrichtung 1 weist weiterhin eine Bedieneinheit 6 auf, welche zur Ausgabe sowie zur Eingabe von Informationen dient. Die Informationen können beispielsweise akustisch oder visuell an der Bedieneinheit 6 ausgegeben werden. Gleichzeitig ist bevorzugt eine taktile Eingabe von Informationen über die Bedieneinheit 6 möglich. Dazu ist die Bedieneinheit 6 mittels einer ersten Signalleitung 8 sowie einer zweiten Signalleitung 9 mit der Steuereinheit 3 wirkverbunden, so dass eine Kommunikation zwischen der Bedieneinheit 6 und der Steuereinheit 3 stattfinden kann.The device 1 also has a control unit 6 on, which serves for the output as well as for the input of information. The information can be audible or visual on the control unit, for example 6 be issued. At the same time, a tactile input of information about the operating unit is preferred 6 possible. This is the control unit 6 by means of a first signal line 8th and a second signal line 9 with the control unit 3 operatively connected, allowing communication between the control unit 6 and the control unit 3 can take place.

Die Bedieneinheit 6 ist dazu ausgebildet, dass der vorgegebene Wert für das Anzugsmoment des Schraubwerkzeuges 100 und der vorgegebene Wert für die maximale Drehzahl des Elektromotors 110 eingegeben werden kann. Ferner kann wenigstens ein Wert für eine Anzahl nacheinander durchzuführender Schraubvorgänge und eine beliebige Zeichenkette, beispielsweise zur Identifizierung eines Bearbeitungsauftrages über die Bedieneinheit 6 eingegeben werden und vorzugsweise auf dem Speichermedium 18 der Steuereinheit 3 abgelegt werden. Auch kann an der Bedieneinheit 6 ein separater Speicher vorgesehen sein.The operating unit 6 is designed so that the predetermined value for the tightening torque of the screwing 100 and the predetermined value for the maximum speed of the electric motor 110 can be entered. Furthermore, at least one value for a number of screwing operations to be carried out successively and an arbitrary character string, for example for identifying a processing order via the operating unit 6 are entered and preferably on the storage medium 18 the control unit 3 be filed. Also, on the control unit 6 a separate memory may be provided.

Die Bedieneinheit 6 kann dazu ausgebildet sein, dass die Daten für die wenigstens eine Kennlinie eingegeben werden können.The operating unit 6 can be designed so that the data for the at least one characteristic can be entered.

Auch kann die Bedieneinheit 6 dazu ausgebildet sein, dass Informationen zur Anzahl ausgeführter Schraubvorgänge, Informationen zur Anzahl ordnungsgemäßer und/oder nicht ordnungsgemäßer Schraubvorgänge ausgegeben werden. Auch können Informationen zu den über die Bedieneinheit 6 eingegebene Daten und/oder ausgegeben werden oder es kann ein Protokoll mit den Eingabewerten, Messwerten und/oder den Berechnungswerten ausgegeben werden.Also, the control unit 6 be designed to provide information on the number of executed screwing, information on the number of proper and / or improper tightening operations are issued. Also, information about the via the control unit 6 entered data and / or output or a log with the input values, measured values and / or the calculation values can be output.

2 zeigt exemplarisch den Zusammenhang der Stromaufnahme I des Elektromotors 110 und dem daraus resultierenden Anzugsmoment M, wenn der Elektromotor mit Gleichstrom betrieben wird. Es ergibt sich dann die im Wesentlichen lineare Kennlinie 16a. In der 2 sind darüber hinaus weitere Kennlinien 16b und 16c dargestellt, welche den Zusammenhang zwischen dem Anzugsmoment M anderer Schraubwerkzeuge und der Stromaufnahme I anderer Elektromotoren zeigen, wobei der Elektromotor jeweils ebenfalls mit Gleichstrom betrieben wird und sich insofern ebenso im Wesentlichen lineare Kennlinien ergeben. 2 shows an example of the relationship of the current consumption I of the electric motor 110 and the resulting tightening torque M when the electric motor is operated with direct current. This then results in the essentially linear characteristic curve 16a , In the 2 are also more characteristics 16b and 16c shown, which show the relationship between the tightening torque M other Schraubwerkzeuge and the current consumption I other electric motors, wherein the electric motor is also operated in each case with direct current and thus also result in substantially linear characteristics.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: erfindungsgemäße Vorrichtunginventive device
22: GleichrichtereinheitRectifier unit
33: Steuereinheitcontrol unit
55: Einrichtung für die DrehrichtungsumkehrDevice for reversing the direction of rotation
66: Bedieneinheitoperating unit
77: Drehzahl-MesseinrichtungSpeed measuring device
88th: Signalleitungsignal line
99: Signalleitungsignal line
1010: Signalleitungsignal line
1111: Signalleitungsignal line
1212: Signalleitungsignal line
1313: elektrische Verbindungelectrical connection
1414: mechanische Verbindungmechanical connection
1515: Netzanschlussmains connection
16a16a: Kennliniecurve
16b16b: Kennliniecurve
16c16c: Kennliniecurve
1717: Schaltelementswitching element
1818: Speichermediumstorage medium
1919: StrommesseinrichtungCurrent measurement device
2020: Vergleichseinrichtungcomparator
2121: Vergleichseinrichtungcomparator
100100: SchraubwerkzeugWrench
110110: Elektromotorelectric motor
120120: Getriebetransmission
130130: Aufnahmeadmission
140140: Drehrichtungdirection of rotation
150150: Bewegungsausgangmotor home
MM: Anzugsmomenttorque
II: Stromaufnahme, StromstärkeCurrent consumption, amperage

Claims

Electric device ( 1 ) for driving a mains-powered electric motor ( 110 ) of a tool ( 100 ) with one on the electric motor ( 110 ) acting control unit ( 3 ), by which upon reaching a predetermined value for a force or a torque of the electric motor ( 110 ) is switched off or at least one instruction for switching off the electric motor ( 110 ) to a on the electric motor ( 110 ) acting switching element ( 17 ), characterized in that for determining an instantaneous value of the force or the torque, the control unit ( 3 ) at least one on a storage medium ( 18 ) of the device ( 1 ) stored characteristic curve ( 16a ; 16b ; 16c ), by which values for the current consumption (I) of the electric motor ( 110 ) in each case at least one value for the force or the torque (M) is assigned.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the stored on the storage medium at least one characteristic ( 16a ; 16b ; 16c ) Values for the current consumption (I) of the electric motor ( 110 ), which in each case at least one value for the force or the torque (M) of the tool ( 100 ), determined at one point of the transmission chain between the electric motor ( 110 ) and motion output ( 150 ) of the tool ( 100 ), assigned.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that on the storage medium ( 18 ) the characteristic curve ( 16a ; 16b ; 16c ) is stored as a mathematical function.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rectifier unit (A) transforming the mains alternating voltage into DC voltage ( 2 ) is provided, through which the electric motor ( 110 ) is operated with direct current.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a measuring device ( 19 ) is provided, through which the current consumption of the electric motor ( 110 ) can be determined.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a comparison device ( 20 ) is provided, through which to a measured value for the current consumption of the electric motor ( 110 ) from the characteristic curve ( 16a ; 16b ; 16c ) a nearest or substantially identical value for the current consumption (I) can be assigned and a comparison of the in the characteristic ( 16a ; 16b ; 16c ) associated value for the force or the torque (M) with the predetermined value for the force or torque is feasible.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 3 ) for switching off the electric motor ( 110 ) or for issuing an instruction to switch off the electric motor ( 110 ) upon reaching a predetermined value for the speed of the electric motor ( 110 ) is trained.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a speed measuring device ( 7 ) for direct or indirect detection of the rotational speed of the electric motor ( 110 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a device ( 5 ) is provided, by which the direction of rotation ( 140 ) of the electric motor ( 110 ), in particular during operation of the electric motor ( 110 ) with direct current, is reversible.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit ( 6 ) for the input of at least one default value, in particular of the at least one predetermined value for the force or the torque of the tool ( 100 ) and / or at least a predetermined value for the maximum speed of the electric motor ( 110 ), at least one value is provided for a number of operations to be performed successively and / or at least one character string, for example for identifying a processing operation.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit ( 6 ) for outputting, in particular for visual and / or audible output, information on the number of executed operations, information on the number of proper and / or improper operations, information on the entered data and / or a log with the input values, measured values and / or calculation values is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ), in particular the control unit ( 3 ), is processor-controlled.

Method for operating a tool ( 100 ) with a mains powered electric motor ( 110 ) and one the electric motor ( 110 ) driving device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein upon reaching a predetermined value for a force or a torque of the electric motor ( 110 ) is switched off or at least one instruction for switching off the electric motor ( 110 ) to a on the electric motor ( 110 ) acting switching element ( 17 ), characterized in that a momentary value of the force or the torque is passed through at least one on a storage medium ( 18 ) of the device ( 1 ) stored characteristic curve ( 16a ; 16b ; 16c ) is determined by which values for the current consumption (I) of the electric motor ( 110 ) in each case at least one value for the force or the torque (M) is assigned.

Method according to claim 13, characterized in that the electric motor ( 110 ) is operated with direct current, which is generated by rectification of the mains alternating voltage.

Tool ( 100 ), in particular screwing tool, such as power wrench, with a mains-powered electric motor ( 110 ) and one the electric motor ( 110 ) driving device ( 1 ) according to one of claims 1 to 12.

Tool according to claim 15, characterized in that the electric motor ( 110 ) is a universal motor.