DE102011109133A1

DE102011109133A1 - Transportables Schraubwerkzeug mit integriertem Schaltelement

Info

Publication number: DE102011109133A1
Application number: DE102011109133A
Authority: DE
Inventors: Achim Kugler; Kurt Goetz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2031-08-03
Also published as: CN102909680B; SE536421C2; DE102011109133B4; SE1250816A1; US9272397B2; US20130192858A1; CN102909680A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein transportables Schraubwerkzeug zum Montieren und/oder Demontieren von Schrauben in bzw. aus einem Werkstück, mit einem mit elektrischer Energie betreibbaren Elektromotor sowie einem Schaltelement zum Aktivieren und/oder Deaktivieren des Elektromotors sowie auf ein Verfahren zum Aktivieren und/oder Deaktivieren des mit elektrischer Energie betreibbaren Elektromotors mittels des Schaltelementes, wobei innerhalb eines Gehäuses des Schraubwerkzeuges ein Antriebsstrang, welcher um eine im Wesentlichen senkrecht zum Antriebsstrang angeordneten Drehachse schwenkbar gelagert ist, angeordnet ist, um bei einer rotatorischen Bewegung des Antriebsstranges um die Drehachse zumindest ein Element des Schaltelementes zur Aktivierung des Elektromotors aus einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition zu bewegen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein transportables Schraubwerkzeug zum Montieren und/oder Demontieren von Schrauben in bzw. aus einem Werkstück gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auf ein Verfahren zum Aktivieren und/oder Deaktivieren eines mit elektrischer Energie betreibbaren Elektromotors des Schraubwerkzeuges mittels des Schaltelementes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch für andere Werkzeuge, wie beispielsweise Schleifwerkzeuge, Polierwerkzeuge, Bohrwerkzeuge oder dergleichen anwendbar.
Handschrauber bzw. portable Handschraubgeräte oder -werkzeuge, welche aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt sind, weisen zumeist einen an der Außenseite des Gehäuses des Schraubwerkzeuges angeordneten Startschalter auf. Dieser Startschalter ist dabei entweder direkt im Griffbereich des Schraubwerkzeuges, durch welches das Schraubwerkzeug durch den Anwender gehalten wird, oder an einem weiteren zusätzlichen Handgriff des Schraubwerkzeuges, welcher beispielsweise verwendet wird, um eine erhöhte Druckkraft auf das Schraubwerkzeug während dessen Verwendung aufzubringen, angeordnet bzw. in diesen Griffen integriert.
D. h., dass der Startschalter bei der Handhabung des Schraubwerkzeuges durch den Anwender aktiv betätigt werden muss. Bei einer im Wesentlichen stetigen bzw. häufigen Verwendung des Schraubwerkzeuges, wie beispielsweise in einer Montagelinie eines Produkte herstellenden Unternehmens, muss folglich vor jedem Arbeitsschritt das Schraubwerkzeug durch eine Betätigung des Startschalters gestartet und nach jedem Arbeitsschritt durch ein erneutes Betätigen des Startschalter ausgeschalten werden, um z. B. Verletzungen des Anwenders durch das Schraubwerkzeug zwischen den einzelnen Arbeitsschritten zu vermeiden. Ein derart häufiges Betätigen des Startschalters des Schraubwerkzeuges kann schnell zu einer Ermüdung der Hand und insbesondere der Gelenkbereiche der Finger des Anwenders führen, wodurch ein sicheres Halten und Führen des Schraubwerkzeuges nicht mehr gewährleistet ist.
Des Weiteren führt ein ständiges Betätigen des Startschalters des Schraubwerkzeuges zu einer Verlängerung der Taktzeit in der Produktion, da ein Aktivieren und Deaktivieren des Startschalters des Schraubwerkzeuges durch den Anwender Zeit bzw. einer Zeitdauer bedarf, in welcher keine Schrauben in oder aus einem Werkstück geschraubt werden können.
Auch ein Anordnen eines Startschalters im Bereich der Handgriffe des Schraubwerkzeuges, wodurch ein Aktivieren bzw. ein Deaktivieren des Startschalters erleichtert werden soll, da ein Umgreifen der Hand vom Aktivieren des Schraubwerkzeuges bzw. des Motors des Schraubwerkzeuges zum Führen des Schraubwerkzeuges vermieden wird, führt zu einer ungünstigen ergonomischen Haltung der Hand des Anwenders bei der Bedienung des Schraubwerkzeuges, da der Anwender bzw. Bediener immer bedacht darauf sein muss den Startschalter während der Schraubvorganges nicht zu berühren, um ein unbeabsichtigtes Ausschalten des Schraubwerkzeuges zu vermeiden.
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein transportables Schraubwerkzeug zum Montieren und/oder Demontieren von Schrauben sowie ein Verfahren zum Aktivieren bzw. Deaktivieren des Schraubwerkzeuges zur Verfügung zu stellen, welche ein schnelles, ergonomisches und einfaches Starten eines Schraubwerkzeuges und damit ein schnelles und einfaches sowie ergonomisches und ermüdungsarmes Bedienen des Schraubwerkzeuges ermöglichen.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung mittels eines transportablen Schraubwerkzeuges gemäß dem Anspruch 1 und einem Verfahren zum Aktivieren und/oder Deaktivieren des Schraubwerkzeuges gemäß dem Anspruch 10.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dementsprechend wird zum einen ein transportables Schraubwerkzeug zum Montieren und/oder Demontieren von Schrauben in bzw. aus einem Werkstück, mit einem mit elektrischer Energie betreibbaren Elektromotor sowie einem Schaltelement zum Aktivieren und/oder Deaktivieren des Elektromotors beansprucht.
Innerhalb eines Gehäuses des erfindungsgemäßen Schraubwerkzeuges ist ein Antriebsstrang, welcher um eine im Wesentlichen senkrecht zum Antriebsstrang angeordneten Drehachse schwenkbar gelagert ist, angeordnet, um bei einer rotatorischen Bewegung des Antriebsstranges um die Drehachse zumindest ein Element des Schaltelementes zur Aktivierung des Elektromotors aus einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition zu bewegen.
Die Drehachse erstreckt sich folglich vorzugsweise in Breitenrichtung des Antriebsstranges bzw. des Schraubwerkzeuges und demzufolge senkrecht zu der im Wesentlichen zentral ausgerichteten Längsachse des Antriebstranges.
Das transportable Schraubwerkzeug ist ein Handschraubgerät, und insbesondere ein transportabler Winkelschrauber bzw. Winkelschraubwerkzeug, welches vorzugsweise mindestens eine Energiespeichereinheit zum Speichern von elektrischer Energie aufweist, so dass das Schraubwerkzeug ohne eine Anbindung an ein Kabel frei, d. h. im Bewegungsraum ungehindert, innerhalb oder außerhalb eines Gebäudes zum Einschrauben oder zum Herausschrauben von Schrauben in bzw. aus einem Werkstück eingesetzt werden kann.
Zum Laden der Energiespeichereinheit wird das Schraubwerkzeug beispielsweise auf eine Ladestation aufgesetzt. Es ist auch möglich die Energiespeichereinheit des Schraubwerkzeuges auszutauschen, um bei einer entleerten Energiespeichereinheit eine vorzugsweise vollständig mit elektrischer Energie geladene Energiespeichereinheit in das Schraubwerkzeug einsetzen zu können.
Es ist zudem auch denkbar alternativ oder zusätzlich zu der Energiespeichereinheit das Schraubwerkzeug beispielsweise während der Verwendung über ein elektrische Energie leitendes Kabel an eine externe Stromversorgungsquelle, wie einem lokalen Stromnetz anzuschließen, wodurch dann jedoch der Bewegungsradius zur Verwendung des Schraubwerkzeuges abhängig von der Länge des Kabels ist.
Der Antriebsstrang des Schraubwerkzeuges ist vorzugsweise an eine Schraubspindel, welche wiederum mit einem Schraubkopf bzw. einem 90° zur Schraubspindel abgewinkelt angeordneten Bohrfutter verbunden ist, angeordnet, um die Schraubspindel um ihre Längsachse drehen zu können, wodurch auch entsprechend das Bohrfutter in Rotation um dessen Mittelachse bzw. Längsachse gebracht wird.
Die im Wesentlichen zentrisch angeordnete Längsachse der Schraubspindel entspricht im Wesentlichen der Längsachse des Antriebstranges, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse in Längsrichtung des Schraubwerkzeuges erstreckt.
Die Schraubspindel und der Antriebsstrang und insbesondere die zentrale Längsachse der Schraubspindel und die zentrale Längsachse des Antriebsstrangs bilden folglich eine gemeinsame, auf einer Ebene liegende und sich gegenseitig im Wesentlichen verlängernde zentrale Längsachse.
Die Schraubspindel ist vorzugsweise zentrisch in einem Winkelkopf angeordnet, der die Schraubspindel bevorzugt vollständig in Umfangsrichtung umgibt. Demzufolge entspricht die zentrale Längsachse der Schraubspindel im Wesentlichen der zentralen Längsachse des Winkelkopfes, so dass die zentrale Längsachse des Winkelkopfes die Verlängerung der zentralen Längsachse des Antriebstranges bildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist alternativ und insbesondere zusätzlich der Winkelkopf mit dem Antriebsstrang starr verbunden bzw. bewegungsfrei an dem Antriebsstrang angeordnet.
D. h., dass bei einer Bewegung der Schraubspindel oder des gesamten Winkelkopfes inklusive der Schraubspindel gegenüber dem Gehäuse des Schraubwerkzeuges ebenso der Antriebsstrang gegenüber dem Gehäuse des Schraubwerkzeuges bewegt wird.
Insbesondere bei einer Schwenkbewegung der Schraubspindel bzw. des Winkelkopfes um einen Drehpunkt bzw. um die Drehachse, wird auch der Antriebsstrang um diesen Drehpunkt bzw. um diese Drehachse geschwenkt.
Der Elektromotor ist zum Antrieb einer Schraubspindel vorzugsweise mit einem Getriebe und insbesondere mit einem Planetengetriebe verbunden, um beispielsweise je nach gewünschter Einstellung des Anwenders eine Rechtsdrehung oder eine Linksdrehung der Schraubspindel und folglich des Schraubkopfes, welcher mit der Schraubspindel verbunden ist, zu ermöglichen.
Demzufolge weist der innerhalb des Gehäuses des Schraubwerkzeuges angeordnete Antriebsstrang vorzugsweise zumindest den Elektromotor und ein damit starr verbundenes Getriebe auf.
Vorzugsweise ist auch die Schraubspindel ein Anteil bzw. Bereich des Antriebsstranges sowie bevorzugt auch eine oder mehrere Lagereinrichtungen zur drehbaren Lagerung der Schraubspindel.
Unter starr verbunden, wird hierbei verstanden, dass der Elektromotor derart an dem Getriebe bzw. das Getriebe derart an dem Elektromotor fixiert ist, dass bei einer Bewegung des Elektromotors gegenüber dem Gehäuse in eine definierte Richtung auch das Getriebe gegenüber dem Gehäuse in diese definierte Richtung bewegt wird.
Es ist des Weiteren denkbar, dass zusätzlich zu dem Elektromotor und dem Getriebe der Antriebsstrang zudem ein im Wesentlichen starr an dem Getriebe angeordnetes Messelement aufweist.
Das Messelement selbst dient vorzugsweise zur Messung der Drehzahl und/oder zur Ermittlung des Drehmomentes, so dass je nach gewünschter Einstellung durch den Anwender ein Schraubvorgang mit einer entsprechend hohen oder entsprechend geringen Drehzahl durchgeführt werden kann. Die Drehzahl selbst wird vorzugsweise über das Getriebe und/oder der Elektromotor eingestellt. D. h. die vom Messelement gemessenen Werte werden vorzugsweise einer Steuerelektronik übermittelt, welche einen Abgleich zwischen den aktuell gemessenen Drehzahlwerten und den von dem Anwender eingestellten und damit gewünschten Drehzahlwerten durchführt. Ermittelt die Steuerelektronik, dass die aktuell vorliegende Drehzahl nicht der vom Anwender eingestellten und damit gewünschten Drehzahl entspricht, so gibt wird das Getriebe und/oder der Elektromotor entsprechend von der Steuerelektronik angesteuert, um durch eine Veränderung verschiedenster Parameter die vom Anwender gewünschte Drehzahl zu erreichen.
Des Weiteren ist es denkbar, dass der Antriebsstrang zudem einen Drehgeber aufweist, welcher vorzugsweise an einem Bereich des Elektromotors angeordnet ist. Durch den Drehgeber, welcher insbesondere die Wegstrecke und/oder die Wegrichtung bzw. die Winkelveränderung und/oder die Drehrichtung ermitteln kann, wird sichergestellt, dass nach Erreichen einer definierten Wegstrecke oder eines definierten Drehwinkels ein entsprechendes Signal an die Steuerelektronik übermittelt wird, wodurch ein Deaktivieren des Elektromotors durch die Steuerelektronik veranlasst werden kann.
Dies ist u. a. bei der Montage von Schrauben erforderlich, welche beispielsweise lediglich mit einem definierten Drehmoment verschraubt werden sollen, um eine Beschädigung der Schrauben beim Montageprozess zu vermeiden. Beschädigte, d. h. angerissene oder angebrochene Schrauben führen dazu, dass die Verschraubungsbereiche des Werkstückes nicht mehr wie erforderlich miteinander verbunden werden können, wodurch es zu einer Beschädigung des Werkstückes und des das Werkstück aufweisenden Produktes bei der Verwendung des ungenügend verschraubten Werkstückes kommen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Schaltelement, welches zur Aktivierung und/oder Deaktivierung des Elektromotors verwendet wird, und einer im Wesentlichen unbeweglich gegenüber dem Gehäuse angeordneten Steuerelektronik ein Verbindungselement angeordnet.
Das Verbindungselement, welches entweder ein mechanisches Element oder eine elektrische bzw. elektronische Leitung oder ähnliches sein kann, ist vorzugsweise derart mit dem Schaltelement und der Steuerelektronik verbunden, dass Bewegungen des Schaltelementes gegenüber dem Gehäuse von dem Verbindungselement detektiert bzw. übertragen und von der Steuerelektronik erkannt werden können.
Eine Bewegung des Schaltelementes gegenüber dem Gehäuse ist insbesondere dann möglich, wenn in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform das Schaltelement im Wesentlichen fixiert bzw. fest an dem Antriebsstrang angeordnet ist, um bei einer Schwenkbewegung des Antriebstranges um die Drehachse ebenfalls gegenüber dem Gehäuse bewegt zu werden.
So ist es denkbar, dass durch eine Bewegung der Schraubspindel bzw. des Winkelkopfes um die Drehachse auch der Antriebsstranges um die Drehachse geschwenkt wird und gleichzeitig das an der Antriebsachse montierte Schaltelement im Wesentlichen um diese Drehachse schwenkt, so dass sich die Schraubspindel bzw. der Winkelkopf, die Antriebsachse und das Schaltelement im Wesentlichen gleichzeitig gegenüber dem Gehäuse des Schraubwerkzeuges bewegen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Federelement an dem Antriebsstrang angeordnet, um den Antriebsstrang bei Nichtgebrauch des Schraubwerkzeuges in einer Ruheposition zu halten und/oder in eine Ruheposition zu drängen.
Das Federelement ist dabei derart angeordnet, dass es entweder durch Aufbringen einer Federdruckkraft auf den Antriebsstrang oder durch Aufbringen einer Federzugkraft auf den Antriebsstrang diesen in einer vorzugsweisen Gleichgewichtslage hält.
In der Gleichgewichtslage bzw. Ruheposition des Antriebsstranges liegt dieser im Wesentlichen zentrisch innerhalb des Gehäuses des Schraubwerkzeuges, ohne dass eine Schwenkbewegung oder Rotation um die Drehachse stattgefunden hat.
Folglich lastet das Gewicht des Antriebsstranges entweder derart auf dem Federelement, dass das Federelement entgegen der Federkraft gestaucht wird, oder das Gewicht des Antriebsstranges hängt derart an dem Federelement, dass das Federelement entgegen der Federkraft gespannt wird.
Wie bereits oben aufgeführt, ist der Antriebsstrang im Wesentlichen starr mit einem um die Drehachse drehbaren Winkelkopfschraubelement, d. h. einer Schraubspindel und/oder einem Winkelkopf mit daran angeordnetem Bohrfutter, verbunden, um bei einer Auslenkung des Winkelkopfschraubelements um die Drehachse aus einer Ruheposition in eine Aktivierungsposition ausgelenkt zu werden.
D. h., wenn eine definierte Druckkraft auf das Winkelkopfschraubelement und insbesondere das Bohrfutter des Schraubwerkzeuges aufgebracht wird, beispielsweise während eines Schraubvorganges, schwenkt das Winkelkopfschraubelement um die Drehachse, wodurch auch der mit dem Winkelkopfschraubelement verbundene Antriebsstrang folglich entgegen der Federkraft um die Drehachse schwenkt.
D. h. nach einem Aufbringen einer Druckkraft größer als die Federkraft auf das Winkelkopfschraubelement erfolgt eine Schwenkbewegung des Antriebstranges um die Drehachse und damit vorzugsweise auch eine Bewegung des Schaltelements gegenüber dem Gehäuse.
Durch eine erste Bewegung, d. h. eine Bewegung in einer erste Richtung, des Schaltelementes gegenüber dem Gehäuse wird ebenfalls das Verbindungselement, welches zum einem an dem Schaltelement und zum anderen an beispielsweise der unbeweglich zum Gehäuse angeordneten Steuerelektronik angeordnet ist, bewegt. Eine derartige erste Bewegung aktiviert das Schaltelement in der Art, dass das Schaltelement den Elektromotor aktiviert bzw. startet, wodurch ein Schraubvorgang gestartet werden kann.
D. h., wird das Schraubwerkzeug und insbesondere der Winkelschrauber bzw. das Winkelschraubwerkzeug mit dem Schraubkopf entgegen einer einzuschraubenden oder auch herauszuschraubenden Schraube gedrückt, erfolgt eine Schwenkbewegung der gesamten Schraubspindel bzw. des Winkelkopfes um den Drehpunkt bzw. die Drehachse und folglich auch eine Schwenkbewegung des mit der Schraubspindel bzw. dem Winkelkopf starr verbundenen Antriebsstranges gegenüber dem Gehäuse um die Drehachse entgegen der Federkraft in eine erste Richtung. Dadurch wird auch das Verbindungselement in eine erste Richtung ausgelenkt, das Schaltelement geschalten und der Elektromotor aktiviert.
Wird nun der Druck auf den Schraubkopf verringert, beispielsweise nach dem Schraubvorgang, so wird der Antriebsstrang durch die Federkraft wieder in seine Gleichgewichtslage, d. h. seine Ruheposition bewegt, indem der Antriebstrang mit dem entsprechenden Schaltelement entgegen der ersten Bewegung um die Drehachse geschwenkt wird. Dadurch wird auch das Verbindungselement in eine zweite Richtung, welcher der ersten Richtung entgegengesetzt ist, bewegt, wodurch das Schaltelement erneut geschalten wird und durch diese Schaltung den Elektromotor deaktiviert bzw. ausschaltet.
Demzufolge wird des Weiteren ein Verfahren zum Aktivieren und/oder Deaktivieren eines mit elektrischer Energie betreibbaren Elektromotors mittels eines Schaltelementes, welches im Inneren eines Gehäuses eines Schraubwerkzeuges zum Montieren und/oder Demontieren von Schrauben in bzw. aus einem Werkstück angeordnet ist, beansprucht, wobei ein im Wesentlichen starr ausgebildeter und mit einem Winkelkopfschraubelement im Wesentlichen starr verbundener Antriebsstrang aufgrund einer Belastung des Winkelkopfschraubelements durch Drehung um eine im Wesentlichen senkrecht zum Antriebsstrang angeordneten Drehachse geschwenkt wird, wobei durch die Schwenkbewegung des Antriebsstrangs um die Drehachse zumindest ein Element des Schaltelementes aus einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition bewegt wird, um den Elektromotor zu aktivieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Aufbringen einer definierten Druckkraft auf das Winkelkopfschraubelement der Antriebsstrang entgegen einer durch ein Federelement erzeugten Federkraft aus einer Ruheposition in eine Aktivierungsposition bewegt.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schraubwerkzeuges dargestellt wird.
Die
1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schraubwerkzeuges.
In der 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schraubwerkzeuges 1 gezeigt, welches als Winkelkopfschraubwerkzeug 1 ausgeführt ist. Das Schraubwerkzeug 1 weist einen Antriebsstrang 2 mit einem Messelement 3, einem Getriebe 4, einem Motor 5 und einem Drehgeber 6 auf.
An dem sich im Wesentlichen in eine Längsrichtung L erstreckenden Antriebstrang 2 ist ein Schaltelement 7 fixiert, an welchem ein ebenfalls mit einer Steuerelektronik 9 verbundenes Verbindungselement 8 angeordnet ist.
Der Antriebstrang 2 ist über ein Federelement 14 federnd gelagert, wobei eine durch das Federelement 14 auf den Antriebsstrang 2 aufgebrachte Federkraft den Antriebsstrang während einer Nichtgebrauchskonfiguration des Schraubwerkzeuges 1 in einer Ruheposition hält.
Der Antriebsstrang, sowie die im Winkelkopf 11 befindliche Schraubspindel (hier nicht gezeigt) sind im Wesentlichen starr bzw. steif miteinander verbunden und um eine Drehachse D, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu der im Wesentlichen zentrisch angeordneten Längsachse L1 des Antriebsstranges 2 bzw. des Schraubwerkzeuges 1 in Breitenrichtung B des Schraubwerkzeuges 1 erstreckt, schwenkbar angeordnet.
An der Schraubspindel ist ein Schraubkopf 12 bzw. ein Bohrfutter 12 angeordnet, welches über die Schraubspindel rotierend um dessen zentrale Längsachse L2 bewegt wird.
Der Antriebsstrang 2, das Schaltelement 7, das Verbindungselement 8, die Steuerelektronik 9, das Federelement 14 und die Schraubspindel sind vorzugsweise innerhalb eines Gehäuses 10 des Schraubwerkzeuges angeordnet, um diese vor Verschmutzung und Beschädigung von außen zu schützen.
D. h., dass insbesondere das Schaltelement 7 vollständig von dem Gehäuse 10 des Schraubwerkzeuges 1 umgeben ist, so dass eine direkte Berührung des Schaltelementes 7 durch den Nutzer bzw. den Verwender des Schraubwerkzeuges 1 ausgeschlossen werden kann.
Das Gehäuse 10 des Schraubwerkzeuges 1 ist vorzugsweise im Wesentlichen in Umfangsrichtung um beispielsweise den Antriebstrang 2, das Schaltelement 7, das Verbindungselement 8 und die Steuerelektronik 9 geschlossen ausgebildet.
Des Weiteren weist das Schraubwerkzeug 1 eine Energiespeichereinheit 13 bzw. einen Akkumulator 13 zum Speichern von elektrischer Energie auf, um den Elektromotor 5 während des Einsatzes des Schraubwerkzeuges 1 mit elektrischer Energie speisen zu können. Die Energiespeichereinheit 13 kann entweder auch im Gehäuse 10 des Schraubwerkzeuges 1 oder auch außerhalb des Gehäuses 10 des Schraubwerkzeuges 1 angeordnet sein.
Beim Aufsetzen des Schraubkopfes 12 auf eine Schraube (hier nicht gezeigt) bzw. ein Schraubelement (hier nicht gezeigt) wird der Elektromotor 5 des Schraubwerkzeuges 1 vorzugsweise noch nicht aktiviert, solange die auf den Schraubkopf 12 aufgebrachte Druckkraft nicht größer ist, als die Federkraft.
Wird die Druckkraft auf den Schraubkopf 12 erhöht, beispielsweise dadurch, dass der Verwender des Schraubwerkzeuges 1 gegen die ein- oder herauszuschraubende Schraube mit dem Schraubwerkzeug 1 und insbesondere dem Schraubkopf 12 drückt, so dass die auf den Schraubkopf 12 aufgebrachte Kraft die Federkraft des Federelementes 14 im Wesentlichen übersteigt, wird der Schraubkopf 12 im Wesentlichen leicht in Richtung des Schraubwerkzeuges 1, d. h. in Höhenrichtung H des Schraubwerkzeuges 1 (gegenüber dem Gehäuse 10) bewegt. Durch diese Bewegung wird beispielsweise die im Winkelkopf 11 gelagerte Schraubspindel oder der gesamte Winkelkopf 11 vorzugsweise in Richtung des Uhrzeigersinns um einen definierten Winkel um die Drehachse D geschwenkt, wodurch gleichzeitig auch der Antriebsstrang 2, welcher mit der Schraubspindel im Wesentlichen fixiert ist, um die Drehachse D geschwenkt wird.
Durch das Schwenken des Antriebstranges 2 im Wesentlichen im Uhrzeigersinn um die Drehachse D wird eine Druckkraft von dem Antriebsstrang 2 auf das Federelement 14 aufgebracht, die größer als die Federkraft des Federelementes 14 ist, wodurch gemäß der Ausführungsform der 1 das Federelement 14 gestaucht wird.
Das vorzugsweise fest mit dem Antriebsstrang verbundene Schaltelement 7 wird nun gemeinsam mit dem Antriebsstrang 2, welcher aus seiner Ruheposition in eine Aktivierungsposition bewegt wird, der Schraubspindel bzw. dem Winkelkopf 11 und dem Schraubkopf 12 gegenüber dem Gehäuse 10 bewegt. Dabei sind der Antriebsstrang 2 und das Schaltelement 7 im Inneren des Gehäuses 11 und die Schraubspindel innerhalb des Winkelkopfes 11 angeordnet.
Durch eine derartige Bewegung des Schaltelementes 7 im Wesentlichen in Höhenrichtung H des Schraubwerkzeuges 1 nach unten, d. h. in eine erste Bewegungsrichtung, wird das mit dem Schaltelement 7 verbundene Verbindungselement 8 ebenfalls aus einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition bewegt.
Durch die Positionsveränderung des Verbindungselementes 8 wird ein Element des Schaltelementes 7 derart geschalten, dass das Schaltelement 8 eine Aktivierung des Elektromotors 5 ermöglicht.
D. h., dass durch die Positionsänderung des Verbindungselementes 8 das Schaltelement 7 derart geschalten wird, dass es beispielsweise einen elektrischen Stromfluss von der Energiespeichereinheit 13 zu dem Elektromotor 5 ermöglicht, indem ein Schalter des Schaltelementes 7 durch die Positionsänderung des Verbindungselementes 8 geschlossen wurde.
Ist nun der Schraubvorgang beendet oder wird dieser beispielsweise unterbrochen und der Verwender reduziert die auf den Schraubkopf 12 aufgebrachte Druckkraft unterhalb der Federkraft des Federelementes 14, so wird der Antriebsstrang 2 durch die Federkraft des Federelementes 14 wieder aus der Aktivierungsposition in seine Ruheposition bewegt und folglich entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse D geschwenkt.
Demzufolge wird auch die Schraubspindel bzw. der Winkelkopf 11 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse D geschwenkt.
Das Schaltelement 7 wird wieder genauso wie das Verbindungselement 8 von der Gebrauchsposition in die anfängliche Nichtgebrauchsposition bewegt, so dass eine derartige zweite Bewegung bzw. eine Bewegung in eine der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung des Verbindungselementes 8 beispielsweise ein Öffnen eines Schalters des Schaltelementes 7 verursacht, wodurch ein Fluss eines elektrischen Stromes von insbesondere der Energiespeichereinheit 13 zu dem Elektromotor 5 unterbrochen wird. Demzufolge wird auch der Betrieb des Elektromotors 5 unterbrochen und der Elektromotor 5 folglich deaktiviert bzw. ausgeschalten. Die Schraubspindel und der Schraubkopf 12 werden folglich nicht mehr gedreht. Der Schraubvorgang wurde demnach unterbrochen.
Wie oben bereits aufgeführt ist es folglich denkbar, dass nicht nur die innerhalb des Winkelkopfes 11 angeordnete Schraubspindel eine Schwenkbewegung um die Drehachse D erfährt, sondern der gesamte Winkelkopf um die Drehachse D im Wesentlichen geschwenkt wird.
In dieser Ausführungsform ist es erforderlich, dass zwischen dem Winkelkopf 11 und einem Bereich des Gehäuses 10 an welchem der Winkelkopf 11 angrenzt ein Dichtungselement 15, wie beispielsweise ein Dichtring etc. angeordnet ist, um den Übergangsbereich zwischen dem Winkelkopf 11 zu dem Gehäuse 10 gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz etc. abzudichten.
Der Winkelkopf 11 und/oder die Schraubspindel mit dem entsprechenden Schraubkopf 12 bilden gemeinsam das Winkelkopfschraubelement 16, welches um die Drehachse D beim Aufbringen einer Druckkraft im Uhrzeigersinn und bei Entfernen der Druckkraft entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird.
Die Steuerelektronik 9 ist vorzugsweise unbeweglich gegenüber dem Gehäuse 10 insbesondere mit dem Gehäuse 10 verbunden und registriert eine Bewegung des Verbindungselementes 8 aus einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition sowie aus der Gebrauchsposition in die Nichtgebrauchsposition.
Registriert die Steuerelektronik 9 beispielsweise die Bewegung des Verbindungselementes 8 in einer ersten Richtung, d. h. aus der Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition, so aktiviert die Steuerelektronik 9 beispielsweise das Messelement 3 und/oder den Drehgeber 6, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Motors bzw. der Schraubspindel einstellen bzw. überwachen zu können.
Auch das Getriebe 4, welches vorzugsweise als Planetengetriebe 4 ausgebildet ist, wird von der Steuerelektronik 9 eingestellt bzw. überwacht.
D. h., dass die Steuerelektronik 9 insbesondere durch eine Bewegung des Verbindungselementes 8 in eine erste Richtung aktiviert wird, um die spezifische Steuerung und Regelung des Schraubwerkzeuges 1 durchführen zu können.
Demzufolge deaktiviert die Steuerelektronik 9 das Messelement 3 und/oder den Drehgeber 6, wenn das Verbindungselement 8 in eine zweite Richtung, welche entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist, d. h. aus einer Gebrauchsposition in eine Nichtgebrauchsposition bewegt wird. Insbesondere wird durch diese Bewegung die Steuerelektronik selbst deaktiviert.
Die Steuerelektronik 9 erhält SOLL-Informationen bzw. SOLL-Daten zum Drehmoment bzw. der Drehzahl und ähnlichem bezüglich eines definierten Arbeitsschrittes von vorzugsweise einer zentralen Steuereinrichtung (hier nicht gezeigt) über eine Funkverbindung, wie beispielsweise Bluetooth oder W-LAN.
D. h., dass die in der zentralen Steuereinrichtung hinterlegten Daten bzw. Informationen zu den einzelnen Arbeitsschritten im Wesentlichen zeitgenau (just in time) vor der Ausführung des Arbeitsschrittes durch das Schraubwerkzeug an die Steuerelektronik 9 des Schraubwerkzeuges 1 übertragen werden, so dass die Steuerelektronik die Einstellungen zur Einhaltung der SOLL-Informationen bzw. SOLL-Daten im Wesentlichen direkt vor Durchführung des Arbeitsschrittes bzw. Arbeitsganges durchführen kann.
Die zentrale Steuereinrichtung selbst erhält die entsprechenden Informationen bzw. Daten zu den einzelnen Arbeitsschritten des Schraubwerkzeuges 1 beispielsweise durch den entsprechenden Programmierer bzw. programmierenden Ingenieur, welcher alle erforderlichen Daten auf vorzugsweise einer Speichereinrichtung der Steuereinrichtung abspeichert, so dass die Steuereinrichtung bedarfsgerecht jederzeit auf alle erforderlichen Daten und Informationen zugreifen kann.
Es ist jedoch auch denkbar, dass das Schraubwerkzeug eine eigene Speichereinrichtung (hier nicht gezeigt) aufweist, auf welcher alle erforderlichen Daten und Informationen für jeden durchzuführenden bzw. durchführbaren Arbeitsgang bzw. Arbeitsschritt gespeichert werden, so dass das Schraubwerkzeug 1 lediglich vor Beginn eine Auftrages, welcher aus einer Vielzahl von Arbeitsschritten besteht, alle erforderlichen Informationen bzw. Daten zu den einzelnen Schritten des Arbeitsganges von der zentralen Steuereinrichtung empfängt, in der eigenen Speichereinrichtung abspeichert und je nach Bedarf mittels der Steuerelektronik darauf zugreift.
Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

1: Schraubwerkzeug
2: Antriebsstrang
3: Messelement
4: Getriebe
5: Elektromotor
6: Drehgeber
7: Schaltelement
8: Verbindungselement
9: Steuerelektronik
10: Gehäuse
11: Winkelkopf
12: Schraubkopf
13: Energiespeichereinheit
14: Federelement
15: Dichtungselement
16: Winkelkopfschraubelement
B: Breitenrichtung
D: Drehachse
H: Höhenrichtung
L: Längsrichtung
L1: Längsachse
L2: Längsachse

Claims

Transportables Schraubwerkzeug (1) zum Montieren und/oder Demontieren von Schrauben in bzw. aus einem Werkstück, mit einem mit elektrischer Energie betreibbaren Elektromotor (5) sowie einem Schaltelement (7) zum Aktivieren und/oder Deaktivieren des Elektromotors (5); dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Gehäuses (10) des Schraubwerkzeuges (1) ein Antriebsstrang (2), welcher um eine im Wesentlichen senkrecht zum Antriebsstrang (2) angeordnete Drehachse (D) schwenkbar gelagert ist, angeordnet ist, um bei einer rotatorischen Bewegung des Antriebsstranges (2) um die Drehachse (D) zumindest ein Element des Schaltelementes (7) zur Aktivierung des Elektromotors (5) aus einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition zu bewegen.
Schraubwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass; der innerhalb des Gehäuses (10) angeordnete Antriebsstrang (2) zumindest den Elektromotor (5) und ein damit starr verbundenes Getriebe (4) aufweist.
Schraubwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass; zwischen dem Schaltelement (7) und einer im Wesentlichen unbeweglich gegenüber dem Gehäuse (10) angeordneten Steuerelektronik (9) ein Verbindungselement (8) angeordnet ist.
Schraubwerkzeug gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass; das Schaltelement (7) im Wesentlichen fixiert an dem Antriebsstrang (2) angeordnet ist, um bei einer Schwenkbewegung des Antriebstranges (2) um die Drehachse (D) ebenfalls gegenüber dem Gehäuse (10) bewegt zu werden.
Schraubwerkzeug gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass; der Antriebsstrang (2) zudem ein im Wesentlichen starr an dem Getriebe (4) angeordnetes Messelement (3) aufweist.
Schraubwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass; der Antriebsstrang (2) zudem einen Drehgeber (6) aufweist.
Schraubwerkzeug gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass; ein Federelement (14) an dem Antriebsstrang (2) angeordnet ist, um den Antriebsstrang (2) bei Nichtgebrauch des Schraubwerkzeuges (1) in eine Ruheposition zu drängen.
Schraubwerkzeug gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass; der Antriebsstrang (2) im Wesentlichen starr mit einem um die Drehachse (D) drehbaren Winkelkopfschraubelement (16) verbunden ist, um bei einer Auslenkung des Winkelkopfschraubelements (16) um die Drehachse (D) aus einer Ruheposition in eine Aktivierungsposition ausgelenkt zu werden.
Schraubwerkzeug gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass; das Schraubwerkzeug (1) mindestens eine Energiespeichereinheit (13) zum Speichern von elektrischer Energie aufweist
Verfahren zum Aktivieren und/oder Deaktivieren eines mit elektrischer Energie betreibbaren Elektromotors (5) mittels eines Schaltelementes (7), welches im Inneren eines Gehäuses (10) eines Schraubwerkzeuges (1) zum Montieren und/oder Demontieren von Schrauben in bzw. aus einem Werkstück angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wesentlichen starr ausgebildeter und mit einem Winkelkopfschraubelement (16) im Wesentlichen starr verbundener Antriebsstrang (2) aufgrund einer Belastung des Winkelkopfschraubelements (16) durch Drehung um eine im Wesentlichen senkrecht zum Antriebsstrang (2) angeordnete Drehachse (D) geschwenkt wird, wobei durch die Schwenkbewegung des Antriebsstrangs (2) um die Drehachse zumindest ein Element des Schaltelementes (7) aus einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition bewegt wird, um den Elektromotor (5) zu aktivieren.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen einer definierten Druckkraft auf das Winkelkopfschraubelement (16) der Antriebsstrang (2) entgegen einer durch ein Federelement (14) erzeugten Federkraft aus einer Ruheposition in eine Aktivierungsposition bewegt wird.