-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Drehgeschwindigkeit eines Schraubwerkzeuges und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
-
Stand der Technik
-
Aus
EP 0 808 018 A1 ist ein Verfahren zur Motorsteuerung eines elektrischen Werkzeuges in Form eines Bohrers bekannt. Die Steuerung kontrolliert die Motorgeschwindigkeit und steigert die Drehmomentabgabe des Bohrers. Die Steuerung erhöht die Motorgeschwindigkeit periodisch für vorbestimmte Zeitintervalle, wenn ein Strom-Grenzwert erreicht wird. Auf diese Weise werden Drehmomentspitzen erzeugt.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches Verfahren zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit eines Schraubwerkzeuges bereitzustellen, wodurch der Einsatzbereich des Schraubwerkzeuges verbreitert wird.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere Ausbildungen des Verfahrens angegeben.
-
Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass durch eine festgelegte Bedienung des Schraubwerkzeuges eine erhöhte Drehgeschwindigkeit des Schraubwerkzeuges erzeugt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Elektromotor des Schraubwerkzeuges abhängig von einer festgelegten Betätigung eines Bedienelementes des Schraubwerkzeuges durch eine Bedienperson mit einem ersten Stromsignal angesteuert wird. Das erste Stromsignal gibt eine erste Geschwindigkeit des Elektromotors vor. Nach der ersten Zeitdauer wird der Elektromotor mit einem größeren zweiten Stromsignal für eine zweite Zeitdauer versorgt, wenn nach der ersten Zeitdauer das Bedienelement einen festgelegten Betätigungszustand aufweist. Auf diese Weise kann mit einer einfachen Handhabung des Schraubwerkzeuges für die festgelegte zweite Zeitdauer eine erhöhte Drehgeschwindigkeit des Schraubwerkzeuges erzeugt werden.
-
In einer Ausführungsform wird der Elektromotor nach der zweiten Zeitdauer wieder mit dem ersten Stromsignal versorgt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass eine weitere Betätigung des Schraubwerkzeuges ohne Unterbrechung möglich ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird nach der zweiten Zeitdauer und bei Vorliegen des festgelegten Betätigungszustandes des Bedienelementes während einer weiteren ersten Zeitdauer der Elektromotor mit dem ersten Stromsignal versorgt. Nach der weiteren ersten Zeitdauer wird der Elektromotor mit dem größeren zweiten Stromsignal versorgt, wenn nach der weiteren ersten Zeitdauer das Bedienelement weiterhin den festgelegten Betätigungszustand aufweist. Das zweite Stromsignal wird während einer weiteren zweiten Zeitdauer an den Elektromotor angelegt. Nach der weiteren zweiten Zeitdauer wird der Elektromotor wieder mit dem ersten Stromsignal versorgt. Auf diese Weise kann automatisch die Versorgung des Elektromotors mit dem zweiten Stromsignal wiederholt werden, ohne dass eine weitere aufwändige Betätigung des Elektrowerkzeuges erforderlich ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform sind das erste und das zweite Stromsignal in Form eines pulsweitenmodulierten Stromsignales ausgebildet. Dabei weist das zweite Stromsignal ein größeres Tastverhältnis als das erste Stromsignal auf. Somit wird der Elektromotor mit dem zweiten Stromsignal mit mehr Strom versorgt.
-
In einer weiteren Ausführungsform bewirkt das zweite Stromsignal eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors um 10% bis 40 % gegenüber der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors bei Beaufschlagung mit dem ersten Stromsignal. In einer weiteren Ausführungsform liegt die zweite Zeitdauer im Bereich von 1 bis 3 Sekunden. Diese Zeitdauer hat sich für eine einfache Handhabung des Elektrowerkzeuges als vorteilhaft herausgestellt.
-
In einer weiteren Ausführungsform liegt die erste Zeitdauer im Bereich von 0,5 Sekunden bis zu 1 Sekunde. Versuche haben gezeigt, dass diese Zeitdauer für die erste Zeitdauer eine einfache und sichere Handhabung der Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Schraubwerkzeuges ermöglicht.
-
In einer weiteren Ausführungsform werden die erste Zeitdauer und die zweite Zeitdauer von einem Zeitmesser des Schraubwerkzeugs gemessen. Nach Ablauf der zweiten Zeitdauer wird der Zeitmesser zurückgesetzt. Somit ist eine einfache Messung der ersten und der zweiten Zeitdauer gegeben. Zudem kann durch das Zurücksetzen auf einfache Weise die automatische Wiederholung der Beaufschlagung des Elektromotors mit dem zweiten Stromsignal wiederholt werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist das Schraubwerkzeug als Schlagschraubwerkzeug ausgebildet, wobei durch die höhere Drehgeschwindigkeit des Elektromotors ein höheres Drehmoment für ein Einschrauben oder ein Herausschrauben einer Schraube oder einer Schraubenmutter erzeugt wird.
-
Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform das Schraubwerkzeug in der Drehrichtung flexibel ausgebildet sein. Auf diese Weise kann das vorgeschlagene Verfahren sowohl zum Eindrehen als auch zum Herausdrehen einer Schraube beziehungsweise einer Schraubenmutter verwendet werden.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Schraubwerkzeugs und
- 2 eine schematische Darstellung eines Programmablaufes zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Schraubwerkzeugs.
-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Schraubwerkzeug 1, das einen Elektromotor 3 aufweist. Der Elektromotor 3 steht in Wirkverbindung mit einer Drehwelle 4, die drehbar um eine Drehachse 5 am Gehäuse 6 des Elektrowerkzeuges 1 gelagert ist. Die Drehwelle 4 dient zur Aufnahme eines Einsatzes, der wiederum formschlüssig mit einer Schraube oder Schraubenmutter in Eingriff gebracht werden kann, um die Schraube oder Schraubenmutter zu drehen. Das Schraubwerkzeug 1 weist zudem ein Bedienelement 7 auf, das beispielsweise als Taster ausgebildet ist und an einem Griff 8 des Schraubwerkzeuges angeordnet ist. Das Bedienelement 7 steht mit einem Steuergerät 2 in Verbindung. Das Steuergerät 2 kann über eine Sensorleitung 9 einen Betätigungszustand des Bedienelementes 7 erfassen. Der Betätigungszustand kann eine vorgegebene Eindrücktiefe bei der Ausführung des Bedienelementes 7 als Taster sein. Der Betätigungszustand kann eine vorgegebene Winkelposition bei der Ausführung des Bedienelementes 7 als Drehschalter sein.
-
Das Steuergerät 2 steht mit einer Stromquelle 10 in Verbindung. Das Steuergerät 2 ist ausgebildet, um den Elektromotor 3 mit verschiedenen Stromsignalen, insbesondere mit einem ersten Stromsignal oder mit einem zweiten Stromsignal anzusteuern. Die verschiedenen Stromsignale sorgen für unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten des Elektromotors. Die Stromquelle 10 kann beispielsweise in Form einer Batterie, eines Akkus oder eines Netzanschlusses ausgebildet sein. Das Steuergerät 2 kann beispielsweise ausgebildet sein, um ein pulsweitenmoduliertes erstes und zweites Stromsignal zu erzeugen. Beispielsweise kann das Steuergerät ausgebildet sein, um ein erstes Stromsignal mit einem kleineren Tastverhältnis und ein zweites Stromsignal mit einem größeren Tastverhältnis zu erzeugen, wobei die Stromsignale über eine Steuerleitung 12 an den Elektromotor 3 geleitet werden. Zudem können Bedienelemente vorgesehen sein, um die Drehrichtung des Elektromotors 3 und damit die Drehrichtung der Drehwelle 4 von einer Rechtsdrehung in eine Linksdrehung oder umgekehrt zu ändern.
-
Beispielsweise kann das erste Stromsignal eine erste langsame Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 3 bewirken. Zudem kann das zweite Stromsignal eine zweite höhere Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 3 bewirken. Beispielsweise kann das zweite Stromsignal in der Weise ausgebildet sein, dass die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 3 um 10 bis 40 % gegenüber der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors mit Ansteuerung durch das erste Stromsignal erhöht ist.
-
Zudem kann das Schraubwerkzeug einen Zeitmesser 11 aufweisen, um eine festgelegte Zeitdauer zu erfassen. Der Zeitmesser kann im Steuergerät integriert sein oder als separates Bauteil ausgebildet sein. Weiterhin kann der Zeitmesser 11 ausgebildet sein, um nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer automatisch wieder auf einen Wert Null zurückgesetzt zu werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Schraubwerkzeug 1 als normales Schraubwerkzeug oder als Schlagschraubwerkzeug ausgebildet sein. Dazu weist das Schraubwerkzeug ein entsprechendes Schlagwerk auf, das in der Figur nicht separat dargestellt ist.
-
2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Programmablauf zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Schraubwerkzeuges der 1.
-
Bei einem Programmpunkt 100 betätigt eine Bedienperson das Bedienelement 7 und startet somit die Bestromung des Elektromotors 3. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann eine festgelegte Betätigung des Bedienelementes 7 vorgesehen sein, um den Start der Bestromung des Elektromotors 3 zu bewirken. Beispielsweise kann eine festgelegte Bewegung des Bedienelementes 7, insbesondere eine festgelegte Eindrücktiefe des Bedienelementes 7 in den Griff 8 dazu vorgesehen sein. Bei einem folgenden Programmpunkt 110 wird der Elektromotor 3 vom Steuergerät 2 mit einem festgelegten ersten Stromsignal mit Strom versorgt und der Zeitmesser 7 gestartet. Das erste Stromsignal legt eine erste Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 3 und damit eine erste Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 4 fest.
-
Anschließend erfolgt bei einem folgenden Programmpunkt 120 durch das Steuergerät 3 mithilfe des Zeitmessers 7 die Abfrage, ob das Bedienelement 7 schon länger als eine erste festgelegte Zeitdauer einen festgelegten Betätigungszustand aufweist. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Programmpunkt 110 zurückverzweigt. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 120, dass das Bedienelement schon länger als die erste festgelegte Zeitdauer den festgelegten Betätigungszustand aufweist, so wird zu Programmpunkt 130 verzweigt.
-
Bei Programmpunkt 130 erhöht das Steuergerät 2 das Stromsignal auf ein zweites vorgegebenes Stromsignal. Das zweite Stromsignal weist im Mittel einen grö-βeren Strom auf. Das zweite Stromsignal sorgt dafür, dass sich die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors gegenüber der Versorgung mit dem ersten Stromsignal erhöht. Als Folge davon erhöht sich auch die Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 4. Aufgrund der erhöhten Drehgeschwindigkeit des Elektromotors wird das Drehmoment, das von der Drehwelle 4 auf eine Schraube oder eine Schraubenmutter ausgeübt wird, erhöht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn zwischen dem Elektromotor und der Drehwelle 4 ein Schlagwerk vorgesehen ist und das Schraubwerkzeug als Schlagschraubwerkzeug ausgebildet ist.
-
Nach Programmpunkt 130 folgt eine zweite Abfrage bei Programmpunkt 140. Bei Programmpunkt 140 überprüft das Steuergerät 2 mithilfe des Zeitmessers 11, ob das Bedienelement den festgelegten Betätigungszustand schon länger als eine zweite Zeitdauer aufweist. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Programmpunkt 130 zurückverzweigt. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 140 jedoch, dass das Bedienelement 7 schon länger als die zweite Zeitdauer den festgelegten Betätigungszustand aufweist, so wird zu Programmpunkt 110 zurückverzweigt. Gleichzeitig kann der Zeitmesser 11 vom Steuergerät 2 auf den Wert Null zurückgesetzt werden. Der Zeitmesser 11 erfasst somit immer den Beginn eines festgelegten Betätigungszustandes des Bedienelementes.
-
Nach der Rückkehr des Programms zum Programmpunkt 110, können die Programmpunkte 120, 130, 140 erneut durchlaufen werden. Dabei wird der Elektromotor wieder mit dem ersten Stromsignal vom Steuergerät 2 versorgt. Zudem kann nach der ersten Zeitdauer und bei dem festgelegten Betätigungszustand des Bedienelementes erneut mit dem zweiten Stromsignal versorgt werden usw.
-
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können das erste Stromsignal und das zweite Stromsignal beispielsweise als pulsweitenmoduliertes Stromsignal ausgebildet sein. Dabei kann das zweite Stromsignal ein größeres Tastverhältnis als das erste Stromsignal aufweisen und somit eine höhere Stromstärke aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das zweite Stromsignal eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors von 10 % bis 40 % gegenüber der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors bei dem ersten Stromsignal bewirken. Somit wird der Elektromotor während der Programmpunkte 130 und 140 mit einer um 10 bis 40 % erhöhten Drehgeschwindigkeit gegenüber den Programmpunkten 110 und 120 bewegt. Versuche haben gezeigt, dass die Festlegung der zweiten Zeitdauer in einem Bereich von 1 bis 3 Sekunden eine angenehme Handhabung des Schraubwerkzeuges ermöglicht. Weiterhin haben Versuche gezeigt, dass die Festlegung der ersten Zeitdauer in einem Bereich von 0,5 bis 1 Sekunde ebenfalls eine gute Handhabung des Schraubwerkzeuges ermöglicht. Das beschriebene Verfahren kann sowohl für eine Rechtsdrehung der Drehwelle 4 als auch für eine Linksdrehung der Drehwelle 4 eingesetzt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
