DE102016210055A1

DE102016210055A1 - Screwdriver and arrangement with a screwdriver

Info

Publication number: DE102016210055A1
Application number: DE102016210055.6A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Dörrscheidt; Michael Trefz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2017-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schraubgerät (100) mit einem Antrieb (110), einem Getriebe (120) und einem Schraubkopf (150), wobei der Schraubkopf (150) mittels des Antriebs (110) über das wenigstens eine Getriebe (120) mit Drehmoment beaufschlagbar ist, wobei das Getriebe (120) ein schaltbares Getriebe ist, das zwischen wenigstens zwei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen derselben Drehrichtung umschaltbar ist, sowie eine Anordnung umfassend ein solches Schraubgerät und eine Aufhängung für das Schraubgerät (100).The invention relates to a screwdriver (100) having a drive (110), a gear (120) and a screw head (150), wherein the screw head (150) can be acted upon by the drive (110) via the at least one gear (120) with torque is, wherein the transmission (120) is a switchable transmission, which is switchable between at least two different gear ratios the same direction of rotation, and an assembly comprising such a screwdriver and a suspension for the screwdriver (100).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schraubgerät sowie eine Anordnung umfassend ein solches Schraubgerät und eine Aufhängung für das Schraubgerät. The present invention relates to a screwdriver and an arrangement comprising such a screwdriver and a suspension for the screwdriver.

Stand der Technik State of the art

Schraubgeräte wie bspw. Akkuschrauber, Druckluftschrauber oder Schraubspindeln werden häufig in der industriellen Montage verwendet. Hierzu können solche Schraubgeräte bspw. in einer Aufhängung vorgesehen sein oder manuell aufgenommen werden. Screwdrivers such as cordless screwdrivers, pneumatic screwdrivers or screw spindles are frequently used in industrial assembly. For this purpose, such screwing devices, for example. Be provided in a suspension or manually recorded.

Mittels solcher Schraubgeräte sollen dabei im Rahmen einer gewissen Prozesssicherheit sowohl ein gewisses Mindestdrehmoment beim Anziehen von Schrauben als auch ein gewisser Mindestdurchsatz, d.h. eine gewisse Mindestanzahl von Verschraubungen pro Zeiteinheit, erreicht werden. By means of such screwing devices, both a certain minimum torque when tightening screws and a certain minimum throughput, i. a certain minimum number of glands per unit time to be achieved.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Schraubgerät sowie eine Anordnung mit einem Schraubgerät mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. According to the invention, a screwdriver and an arrangement with a screwdriver with the features of the independent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Ein erfindungsgemäßes Schraubgerät weist einen Antrieb, ein Getriebe und einen Schraubkopf auf, wobei der Schraubkopf mittels des Antriebs über das Getriebe mit Drehmoment beaufschlagbar ist. Dabei ist das Getriebe ein schaltbares Getriebe, das zwischen wenigstens zwei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen derselben Drehrichtung umschaltbar ist. Das Getriebe ist vorzugsweise als schaltbares Planeten-, Zahn- oder Stirnradgetriebe ausgebildet. Das Übersetzungsverhältnis kann nur in Stufen oder stufenlos veränderlich sein. An inventive screwdriver has a drive, a gear and a screw head, wherein the screw head by means of the drive via the transmission with torque can be acted upon. In this case, the transmission is a switchable transmission which can be switched between at least two different transmission ratios of the same direction of rotation. The transmission is preferably designed as a switchable planetary, toothed or helical gear. The transmission ratio can only be variable in steps or infinitely variable.

Bei Schraubgeräten stehen ein erreichbares Drehmoment bei der Verschraubung und eine Geschwindigkeit, mit welcher sich der Schraubkopf beim Schraubvorgang dreht bei konstanter Antriebsdrehzahl und gegebener Übersetzung in einem festen Verhältnis. Je höher das benötigte Drehmoment sein soll, desto geringer wird die Geschwindigkeit, wobei beachtet werden muss, dass der Antrieb nicht belieb groß ausgebildet sein kann. Bei herkömmlichen Schraubgeräten mit festem Übersetzungsverhältnis dauert der Schraubvorgang also verhältnismäßig lange, da bei der Verschraubung in aller Regel hohe Drehmomente erreicht werden sollen. Alternativ können zwei Schraubgeräte mit unterschiedlichem Übersetzungsverhältnis verwendet werden, die dann bei demselben Schraubvorgang ausgetauscht werden müssen. With screwdrivers, there is an achievable torque in the screw connection and a speed with which the screw head rotates during the screwing process at a constant drive speed and given ratio in a fixed ratio. The higher the required torque should be, the lower the speed, whereby it must be noted that the drive can not be made arbitrarily large. In conventional screwdrivers with fixed transmission ratio of the screwing therefore takes a relatively long time, as in the screw usually high torques are to be achieved. Alternatively, two screwdrivers with different gear ratio can be used, which then have to be replaced in the same screwing.

Das vorgeschlagene Schraubgerät ermöglicht es nun, mit einem ersten Übersetzungsverhältnis verhältnismäßig schnell eine Schraube bis zum Anschlag bzw. kurz vor dem Anschlag einzudrehen und anschließend mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis zwar verhältnismäßig langsam, jedoch mit hohem Drehmoment die Schraube festzudrehen. Ein solches hohes Drehmoment ist während der Eindrehphase nicht nötig. Die geeigneten Übersetzungsverhältnisse können dabei bspw. entsprechend den gewünschten Bedingungen gewählt werden. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Schraubgerät kann damit bei gleichbleibendem Drehmoment der Verschraubung bzw. Anzugsdrehmoment der Durchsatz deutlich erhöht werden. Die Alternative mit Verwendung zweier Schraubgeräte ist nicht mehr nötig. The proposed screwing makes it possible now with a first gear ratio relatively quickly screw a screw to the stop or just before the stop and then with a second gear ratio, although relatively slow, but tighten the screw with high torque. Such a high torque is not necessary during the driving-in phase. The suitable ratios can be chosen, for example, according to the desired conditions. Compared to a conventional screwdriver can thus be increased significantly at the same torque of the screw or tightening torque throughput. The alternative with the use of two screwdrivers is no longer necessary.

Vorzugsweise weist das Schraubgerät ein weiteres Getriebe auf, das zwischen wenigstens zwei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen derselben Drehrichtung umschaltbar und ebenfalls zwischen dem Antrieb und dem Schraubkopf angeordnet ist. Während ein schaltbares Getriebe bspw. ein herkömmliches Planetengetriebe mit festem Übersetzungsverhältnis, das sich an den Antrieb anschließt, ersetzen kann, kann das weitere Getriebe bspw. kurz vor dem Schraubkopf bzw. einem Abtrieb angeordnet sein. Auf diese Weise können noch mehr verschiedene Geschwindigkeitsstufen und Drehmomentstufen eingestellt werden. Das Schraubgerät ist damit bspw. vielseitiger einsetzbar. Preferably, the screwdriver has a further transmission, which is switchable between at least two different ratios of the same direction of rotation and also disposed between the drive and the screw head. While a shiftable transmission, for example, a conventional planetary gear with a fixed gear ratio, which adjoins the drive, can replace, the other transmission, for example, be placed just before the screw head or an output. In this way, even more different speed levels and torque levels can be set. The screwdriver is thus, for example, versatile use.

Vorteilhafterweise weist das Schraubgerät eine Steuereinheit zur Steuerung eines Schraubprozesses auf. Bspw. kann das Schraubgerät drehzahlgesteuert sein. Auf diese Weise ist der Schraubvorgang sehr einfach durchführbar. Advantageously, the screwdriver has a control unit for controlling a screwing process. For example. the screwdriver can be speed-controlled. In this way, the screwing is very easy to carry out.

Zweckmäßigerweise weist das Schraubgerät zudem wenigstens einen Signalgeber auf, der ein aktuelles Übersetzungsverhältnis und/oder eine aktuelle Stellung des Getriebes und/oder des weiteren Getriebes an die Steuereinheit übermitteln kann. Damit kann bspw. der Schraubvorgang durch die Steuereinheit automatisch angepasst werden. Es versteht sich, dass hierzu entsprechende Konfigurationen mit den unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen in der Steuereinheit vorgesehen sein sollten. Conveniently, the screwdriving device also has at least one signal generator, which can transmit a current transmission ratio and / or a current position of the transmission and / or the further transmission to the control unit. Thus, for example, the screwing can be adjusted automatically by the control unit. It goes without saying that corresponding configurations with the different transmission ratios in the control unit should be provided for this purpose.

Es ist von Vorteil, wenn das Schraubgerät über ein Stromversorgungsnetz, einen Akku oder mittels Druckluft betreibbar ist. Bei dem Schraubgerät kann es sich also bspw. um eine sog. Schraubspindel, einen Akkuschrauber oder einen Druckluftschrauber handeln. Diese Arten von Schraubgeräten werden sehr häufig bei industriellen Montagearbeiten verwendet, sodass hier der höhere Durchsatz besonders vorteilhaft ist. It is advantageous if the screwdriver is operable via a power supply network, a rechargeable battery or by means of compressed air. The screwdriver may thus be, for example, a so-called screw spindle, a cordless screwdriver or a pneumatic screwdriver. These types of screwdrivers are very common in industrial assembly work used, so that the higher throughput is particularly advantageous here.

Vorzugsweise sind das Getriebe und/oder das weitere Getriebe manuell umschaltbar. Damit kann je nach Situation sehr einfach das benötige Übersetzungsverhältnis geändert werden. Preferably, the transmission and / or the further transmission are manually switchable. Thus, depending on the situation, the required transmission ratio can be changed very easily.

Vorteilhafterweise sind das Getriebe und/oder das weitere Getriebe automatisch umschaltbar. Damit kann bspw. eine Umschaltung in Abhängigkeit vom aktuellen Schraubvorgang genau zum richtigen Zeitpunkt und/oder an der richtigen Stelle vorgenommen werden. Advantageously, the transmission and / or the further transmission are automatically switchable. This can be done, for example, a change depending on the current screwing exactly at the right time and / or in the right place.

Es versteht sich, dass ein schaltbares Getriebe sowohl manuell als auch automatisch umschaltbar sei kann, bspw. durch eine elektrisch betätigbare Kupplung oder einen elektrisch betätigbaren Schalter oder dergleichen. It is understood that a switchable transmission can be switched both manually and automatically, for example by an electrically actuated clutch or an electrically actuated switch or the like.

Es ist von Vorteil, wenn das Schraubgerät mit einer Aufhängung für ein Schraubgerät zur Führung des Schraubgeräts während eines Schraubvorgangs koppelbar ist, wobei das Getriebe und/oder das weitere Getriebe als automatisch umschaltbares Getriebe in Abhängigkeit von einer Position des Schraubgeräts oder des Schraubkopfes relativ zur Aufhängung automatisch umschaltbar ist bzw. umgeschaltet wird. Bei einer solchen Aufhängung kann es sich bspw. um eine Schiene handeln, an welcher das Schraubgerät befestigbar ist und welche vertikal bewegbar ist. Denkbar ist auch, dass das Schraubgerät mit einer separaten Halterung an der Schiene entlang bewegbar ist. Die Aufhängung kann dabei bspw. elektromagnetisch oder pneumatisch verstellbar sein. It is advantageous if the screwing device can be coupled with a suspension for a screwdriving device for guiding the screwing device during a screwing operation, wherein the gearbox and / or the further gearbox as an automatically switchable gearbox in dependence on a position of the screwing device or the screw head relative to the suspension is automatically switched or switched. In such a suspension may, for example, be a rail to which the screwdriver is fastened and which is vertically movable. It is also conceivable that the screwdriver is movable along with a separate holder on the rail. The suspension can be eg. Electromagnetically or pneumatically adjustable.

Solche Aufhängungen werden häufig verwendet, um eine reproduzierbare Schraubverbindung herzustellen, da das Schraubgerät immer auf die gleiche Weise geführt wird. Das Schraubgerät kann dabei auch einen sog. Axialausgleich aufweisen, d.h. der Schraubkopf kann bspw. für eine gewisse Distanz federnd gelagert sein. Dann kann die Aufhängung bspw. für den Schraubvorgang in eine bestimmte Position verfahren werden, in welcher das Schraubgerät während des gesamten Schraubvorgangs verbleiben kann. Such suspensions are often used to make a reproducible screw, since the screwdriver is always performed in the same way. The screwdriver can also have a so-called axial compensation, i. the screw head can, for example, be resiliently mounted for a certain distance. Then the suspension can, for example, be moved for the screwing in a certain position in which the screwdriver can remain during the entire screwing.

Es kann nun vorgesehen sein, in Abhängigkeit von der Position des Schraubkopfes relativ zur Aufhängung das Getriebe automatisch umzuschalten. Denkbar ist weiterhin auch, dass das Schraubgerät zwei Positionen einnehmen kann und dass das Getriebe in Abhängigkeit von der Position des gesamten Schraubgeräts relativ zur Aufhängung automatisch umgeschaltet wird. It can now be provided, depending on the position of the screw head relative to the suspension automatically switch the gearbox. It is also conceivable that the screwdriver can take two positions and that the transmission is automatically switched depending on the position of the entire screwdriver relative to the suspension.

Eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst ein erfindungsgemäßes Schraubgerät und eine Aufhängung für das Schraubgerät zur Führung des Schraubgeräts während eines Schraubvorgangs, mit der das Schraubgerät gekoppelt ist. An arrangement according to the invention comprises a screwing device according to the invention and a suspension for the screwing device for guiding the screwing device during a screwing operation, with which the screwing device is coupled.

Vorzugsweise ist die Anordnung dazu eingerichtet ist, das Getriebe und/oder das weitere Getriebe als automatisch umschaltbares Getriebe in Abhängigkeit von der Position des Schraubgeräts relativ zur Aufhängung automatisch umzuschalten. Hierzu kann bspw. eine elektrische oder eine mechanische Schaltung – bspw. auch je nach Art des schaltbaren Getriebes – vorgesehen sein. Preferably, the arrangement is adapted to automatically switch the transmission and / or the further transmission as an automatically switchable transmission in dependence on the position of the screwing relative to the suspension. For this purpose, for example, an electrical or a mechanical circuit - for example, depending on the nature of the switchable transmission - be provided.

Bzgl. der Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen zum erfindungsgemäßen Schraubgerät verwiesen. Concerning. the advantages of the arrangement according to the invention is made to avoid repetition of the above statements for screwing device according to the invention.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Figurenbeschreibung figure description

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung in einer bevorzugten Ausführungsform, umfassend ein erfindungsgemäßes Schraubgerät in einer bevorzugten Ausführungsform. 1 schematically shows an inventive arrangement in a preferred embodiment, comprising a screwing device according to the invention in a preferred embodiment.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung Detailed description of the drawing

In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Anordnung umfasst ein erfindungsgemäßes Schraubgerät 100, hier in Form einer Schraubspindel, sowie eine Aufhängung 200 für das Schraubgerät 100. In 1 schematically an arrangement according to the invention is shown in a preferred embodiment. The arrangement comprises a screwdriver according to the invention 100 , here in the form of a screw spindle, as well as a suspension 200 for the screwdriver 100 ,

Das Schraubgerät 100 weist einen Antrieb 110 auf, bspw. einen Elektromotor, der über einen Anschluss 160 bspw. an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen werden kann. Der Antrieb 110 ist mit einem Getriebe 120 verbunden und das Getriebe 120 wiederum ist mit einem Abtrieb 140 verbunden. An den Abtrieb 140 ist ein Schraubkopf 150 gekoppelt, der bspw. in axialer Richtung federnd gelagert sein kann, d.h. der Schraubkopf 150 kann in das Gehäuse des Abtriebs 140 eingeschoben werden. The screwdriver 100 has a drive 110 on, for example, an electric motor, which has a connection 160 For example, can be connected to a power grid. The drive 110 is with a gearbox 120 connected and the transmission 120 in turn is with a downforce 140 connected. To the downforce 140 is a screw head 150 coupled, which may for example be spring-mounted in the axial direction, ie the screw head 150 can be in the housing of the output 140 be inserted.

Zwischen dem Getriebe 120 und dem Abtrieb 140 ist eine Steuereinheit 130 angeordnet, die bspw. auch einen Messwertgeber, bspw. zur Erfassung eines Drehmoments, umfasst. An die Steuereinheit 130 ist zudem der Antrieb 140 über ein Kabel 131 angebunden, sodass dieser auf geeignete Weise angesteuert werden kann. Weiterhin kann bspw. vorgesehen sein, dass über den Anschluss 160 auch Daten an die Steuereinheit 130, bspw. von einer übergeordneten Steuerung, übertragen werden können. Between the transmission 120 and the downforce 140 is a control unit 130 which, for example, also comprises a measuring transducer, for example for detecting a torque. To the control unit 130 is also the drive 140 over a cable 131 connected, so that it can be controlled in a suitable manner. Furthermore, for example, be provided that on the connection 160 also data to the control unit 130 , for example, from a higher-level control, can be transmitted.

Das Getriebe 120 ist nun ein schaltbares Getriebe, d.h. es ist zwischen bspw. zwei verschieden Übersetzungsverhältnissen umschaltbar. Dies kann automatisch erfolgen, bspw. durch Verwendung geeigneter elektrisch betätigbarer Komponenten. The gear 120 is now a shiftable transmission, ie it is switchable between, for example, two different gear ratios. This can be done automatically, for example by using suitable electrically actuated components.

Zudem kann der Abtrieb 140 ebenfalls ein weiteres Getriebe umfassen, das schaltbar ist. Denkbar ist jedoch auch ein festes Übersetzungsverhältnis. Je nach Anforderung kann auch überhaupt keine Übersetzung mehr nach dem Getriebe 120 vorgesehen sein. In addition, the downforce 140 also include another gear that is switchable. It is also conceivable, however, a fixed gear ratio. Depending on the requirement, there is no translation at all for the transmission 120 be provided.

Die Aufhängung 200 weist vorliegend eine Schiene 210 auf, die auf nicht näher gezeigte Art und Weise an einem Arbeitsplatz vertikal befestigt sein kann. An der Schiene 210 kann nun eine Halterung 220 vertikal auf und ab bewegbar sein. An der Halterung 220 wiederum ist das Schraubgerät 100 befestigt. The suspension 200 here has a rail 210 on, which can be vertically attached to a workstation not shown in detail. At the rail 210 can now have a holder 220 be vertically movable up and down. On the bracket 220 turn is the screwdriver 100 attached.

Die Halterung 230 kann nun bspw. in zwei verschiedenen Positionen 230 und 231 an der Schiene festgestellt werden. Damit kann auch das Schraubgerät 100 in zwei verschiedenen Positionen relativ zur Aufhängung 200 festgestellt werden. Die jeweilige Position kann nun bspw. über einen geeigneten Sensor erfasst werden, sodass das Getriebe 120 in Abhängigkeit von der jeweiligen Position in das eine oder das andere Übersetzungsverhältnis geschaltet wird. The holder 230 can now, for example, in two different positions 230 and 231 be determined on the rail. This can also be the screwdriver 100 in two different positions relative to the suspension 200 be determined. The respective position can now be detected, for example, via a suitable sensor, so that the transmission 120 is switched depending on the respective position in one or the other gear ratio.

Auf diese Weise kann bspw. zunächst die Position 230 eingestellt werden und eine Schraube kann bis kurz vor dem Anschlag mit hoher Geschwindigkeit und geringem Drehmoment eingedreht werden. Anschließend kann die Position 231 eingestellt werden und die Schraube kann mit geringer Geschwindigkeit aber hohem Drehmoment festgezogen werden. In this way, for example, first the position 230 be set and a screw can be screwed in just before the stop at high speed and low torque. Subsequently, the position 231 can be adjusted and the screw can be tightened at low speed but high torque.

Falls nur eine Position einstellbar ist, kann bspw. auch in Abhängigkeit von der Position des Schraubkopfes 150 relativ zur Halterung 200 das Getriebe 120 umgeschaltet werden. Bspw. kann hierzu erfasst werden, wie weit der Schraubkopf 150 in das Gehäuse des Abtriebs 140 eingebracht ist. If only one position is adjustable, for example, depending on the position of the screw head 150 relative to the bracket 200 The gear 120 be switched. For example. can be detected, how far the screw head 150 in the housing of the output 140 is introduced.

Claims

Screwdriver ( 100 ) with a drive ( 110 ), a transmission ( 120 ) and a screw head ( 150 ), wherein the screw head ( 150 ) by means of the drive ( 110 ) via the at least one transmission ( 120 ) is acted upon by torque, characterized in that the transmission ( 120 ) is a switchable transmission which is switchable between at least two different gear ratios the same direction of rotation.

Screwdriver ( 100 ) according to claim 1, with at least one further transmission ( 120 ), which is switchable between at least two different gear ratios of the same direction of rotation and between the drive ( 110 ) and the screw head ( 150 ) is arranged.

Screwdriver ( 100 ) according to claim 1 or 2, the control unit ( 130 ) for controlling a screwing process.

Screwdriver ( 100 ) according to claim 3, with at least one signal generator having a current transmission ratio and / or a current position of the transmission ( 120 ) and / or the further transmission to the control unit ( 130 ) can transmit.

Screwdriver ( 100 ) according to one of the preceding claims, which is operable via a power supply network, a rechargeable battery or by means of compressed air.

Screwdriver ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmission and / or the further transmission are manually switchable.

Screwdriver ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmission ( 120 ) and / or the further transmission are automatically switchable.

Screwdriver ( 100 ) according to claim 7, which is provided with a suspension ( 200 ) for a screwdriver ( 100 ) for guiding the screwdriver ( 100 ) is coupled during a screwing operation, wherein the transmission ( 120 ) and / or the further transmission as an automatically switchable transmission as a function of a position ( 230 . 231 ) of the screwdriver ( 100 ) or the screw head ( 150 ) relative to the suspension ( 200 ) is automatically switchable.

Arrangement comprising a screwdriver ( 100 ) according to any one of the preceding claims and a suspension ( 200 ) for the screwdriver ( 100 ) for guiding the screwdriver ( 100 ) during a screwing operation, with the screwdriver ( 100 ) is coupled.

Arrangement according to claim 9 in reference to claim 8, which is adapted to the transmission ( 120 ) and / or the further transmission as an automatically switchable transmission as a function of the position ( 230 . 231 ) of the screwdriver ( 100 ) or the screw head ( 150 ) relative to the suspension ( 200 ) automatically switch.