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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Die
DE 100 01 459 B4 offenbart ein Elektrowerkzeuggerät, insbesondere Bohrmaschine, Schrauber, mit einem Betätigungsschalter zum Anlegen einer von der gewünschten Drehzahl abhängigen Motorspannung an einen Antriebsmotor mit Stator und Anker und mit einer Einrichtung zum Umschalten der Drehrichtung des Antriebsmotors, wobei eine Winkelstellung einer Kohlebürsten haltenden Bürstenbrücke verändert wird und das Statorfeld umgepolt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen ein Verfahren zum Steuern oder Regeln einer Handwerkzeugmaschine zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Schraubers, vorzugsweise eines Drehschlagschraubers, aufweisend zumindest die folgenden Schritte:
- - Beaufschlagen eines Schraubmittels mit einem ersten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in einer ersten Drehrichtung und
- - Beaufschlagung des Schraubmittels mit einem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung.
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Mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Handwerkzeugmaschine auf besonders vorteilhafte Weise ein Schraubmittel anziehen bzw. einschrauben. Insbesondere kann verhindert werden, dass die Handwerkzeugmaschine an dem Schraubmittel verklemmt, sodass ein Bediener der Handwerkzeugmaschine daran gehindert wird die Handwerkzeugmaschine von dem Schraubmittel zu trennen. Mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Bediener einer Handwerkzeugmaschine besonders zuverlässig und effizient arbeiten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst insbesondere ein Aufbringen eines Drehmoments auf ein Schraubmittel. Zum Einschrauben eines Schraubmittels wird dabei ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung auf das Schraubmittel aufgebracht, um die Schraube beispielsweise bis zu einer gewünschten Tiefe oder einem gewünschten Drehmoment anzuziehen. Bei einem Einschraubvorgang kann das Schraubmittel derart angezogen werden, dass die Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Drehmomentübertragungsbereich der Handwerkzeugmaschine, mit dem Schraubmittel verklemmt. Eine Verklemmung kann durch ein elastisches Verformen und ein anschließendes Verspannen der Handwerkzeugmaschine, insbesondere des Drehmomentübertragungsbereichs der Handwerkzeugmaschine, gegenüber dem Schraubmittel erzeugt werden und wird insbesondere mit zunehmendem Verschleiß der Handwerkzeugmaschine, insbesondere des Drehmomentübertragungsbereichs, begünstigt. Ein Lösen der Verspannung kann sehr umständlich und zeitlich aufwändig sein und nicht zuletzt mit Beschädigungen der Handwerkzeugmaschine aufgrund von übermäßigen Belastungen der Handwerkzeugmaschine in radialer Richtung zu einer Abtriebsachse einhergehen. Auch kann ein zusätzliches Werkzeug benötigt werden, um die Verklemmung zu lösen.
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Zum Lösen einer derartigen Verklemmung kann das Schraubmittel mittels einem zweiten Drehmoment beaufschlagt werden, welches in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung wirkt. Beispielsweise kann das zweite Drehmoment in der zweiten Drehrichtung zur einfachen Lösung einer Verbindung der Handwerkzeugmaschine, insbesondere des Drehmomentübertragungsbereichs der Handwerkzeugmaschine, mit dem Schraubmittel erfolgen.
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Eine entgegengesetzte Drehrichtung stellt insbesondere eine Richtung dar, welche gegenüber einer um eine Drehachse betrachteten Bezugsdrehrichtung entgegengesetzt wirkt, wie beispielsweise bei einer Linksdrehung gegenüber einer Drehachse, wenn die Bezugsdrehrichtung einer Rechtsdrehung gegenüber der Drehachse entspricht.
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Die erste Drehrichtung kann in Uhrzeigersinn erfolgen. Die zweite Drehrichtung kann entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgen. Die erste Drehrichtung und die zweite Drehrichtung sind einander entgegengesetzt sein.
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Insbesondere soll ein Lösen der Verklemmung unter Vermeidung einer Verringerung eines Anzugsdrehmoments oder eines Soll-Drehmoments des Schraubmittels in der ersten Drehrichtung erfolgen.
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Der Drehmomentübertragungsbereich kann als ein Schrauberbit ausgebildet sein, welcher mit einer Abtriebseinheit der Handwerkezeugmaschine koppelbar ist. Der Schrauberbit kann als ein Steckschlüsselaufsatz ausgebildet sein. Der Schrauberbit kann einen Sechskant-Querschnitt aufweisen. Denkbar wären aber auch Schrauberbits mit Vierkant-Querschnitt, Achtkant-Querschnitt oder einem anderen Querschnitt. Der Schrauberbit kann dazu vorgesehen sein, das Schraubmittel in einem Kopplungszustand zumindest in einer Ebene um 360° zu umgeben. Der Drehmomentübertragungsbereich kann an der Abtriebseinheit der Handwerkzeugmaschine vorgesehen sein. Der Schrauberbit kann als Nuss, insbesondere als Sechskant-Nuss, ausgebildet sein.
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Eine Umschaltung eines ersten Drehmoments auf ein zweites Drehmoment erfolgt über eine Drehrichtungsumkehrung. Die Drehrichtungsumkehrung kann mittels einer einem Fachmann als sinnvoll Art, wie beispielsweise mittels einer elektrischen Ansteuerung einer Antriebseinheit oder einer Kupplung bewirkt werden. Beispielsweise kann die Drehrichtungsumkehrung mittels einer Betätigung eines Drehrichtungsschalters durch einen Bediener der Handwerkzeugmaschine erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Handwerkzeugmaschine ein Schlagwerk, insbesondere ein Drehschlagwerk, aufweisen, welches dazu vorgesehen ist, einen Schlagbetrieb, insbesondere einen Drehschlagbetrieb, der Handwerkzeugmaschine zu gewährleisten. Die Handwerkzeugmaschine kann hierbei einen Drehschlagimpuls bilden, welcher auf das Schraubmittel übertragbar ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein axialer und/oder ein radialer Schlagimpuls vorgesehen sein, um die Verklemmung des Schraubmittels zu lösen.
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Die Beaufschlagung des Schraubmittels mit dem ersten Drehmoment und/oder dem zweiten Drehmoment kann zumindest teilweise mittels einem ersten Drehmomentimpuls und/oder einem zweiten Drehmomentimpuls erfolgen. Es versteht sich, dass die Drehmomentimpulse in einer Mehrzahl vorliegen können. Die Drehmomentimpulse können periodisch verlaufen. Die Drehmomentimpulse können eine Impulsfrequenz aufweisen, welche zwischen 0,1 und 100 Hz liegen. Die Drehmomentimpulse können Drehmomentschläge in Umfangsrichtung bzw. in der ersten Drehrichtung und/oder in der zweiten Drehrichtung bilden. Die Drehmomentimpulse können ein kurzzeitig und impulsartig aufgebrachtes Drehmoment bilden, welche auf das Schraubmittel wirken. Ein Einschraubvorgang des Schraubmittels kann mehrere Drehmomentimpulse aufweisen.
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Insbesondere ist die Handwerkzeugmaschine als ein Bohrschrauber oder als ein Drehschlagschrauber ausgebildet. Es versteht sich, dass auch andere einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Handwerkzeugmaschinen in Betracht kommen. Die Handwerkzeugmaschine weist vorzugsweise eine Antriebseinheit auf. Die Antriebseinheit ist dazu vorgesehen, eine Bewegung, insbesondere eine Drehbewegung, auf eine Abtriebseinheit, insbesondere einen Drehmomentübertragungsbereich, zu übertragen.
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Die Unteransprüche geben weitere zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens an.
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Es kann zweckmäßig sein, dass das Verfahren eine Beaufschlagung des Schraubmittels mit einer Einzahl oder einer Mehrzahl von ersten Drehmomentimpulsen in der ersten Drehrichtung aufweist. Die Drehmomentimpulse in der ersten Drehrichtung können dazu vorgesehen sein, das Schraubmittel in Drehung zu versetzten und vorzugsweise das Schraubmittel in ein Werkstück einzuschrauben. Ein Einschraubvorgang eines Schraubmittels kann mehrere, insbesondere nachgelagerte, Drehmomentimpulse aufweisen, welche dazu vorgesehen sind, das Schraubmittel mit dem Werkstück zu verbinden bzw. zu verschrauben. Die Drehmomentimpulse können dazu vorgesehen sein, einen Einschraubvorgang eines Schraubmittels zu unterstützen, indem beispielsweise bei höheren auf das Schraubmittel aufzubringenden Drehmomenten bzw. Soll-Drehmomenten der Einschraubvorgang des Schraubmittels erleichtert wird. Beispielsweise können mehr als zwei, insbesondere mehr als drei, vorzugsweise mehr als vier, bevorzugt mehr als fünf, besonders bevorzugt mehr als 50, weiter bevorzugt mehr als 100, weiter besonders bevorzugt mehr als 1000, Drehmomentimpulse vorgesehen sein. Dadurch kann das Schraubmittel besonders zuverlässig in ein Werkstück eingeschraubt werden.
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Ferner kann es zweckmäßig sein, dass das Verfahren eine Beaufschlagung des Schraubmittels mit einer Einzahl oder einer Mehrzahl von zweiten Drehmomentimpulsen in der zweiten Drehrichtung aufweist. Insbesondere kann ein einziger oder zwei zweite/r Drehmomentimpuls vorgesehen sein, welcher in der zweiten Drehrichtung wirkt. Vorzugsweise können mehr als zwei zweite Drehmomentimpulse vorgesehen sein, welche in der zweiten Drehrichtung wirken. Insbesondere kann nach bzw. unmittelbar nach Beendigung des ersten Drehmoments/Drehimpulses bzw. des Einschraubvorgangs in der ersten Drehrichtung das zweite Drehmoment/Drehimpuls in der zweiten Drehrichtung erfolgen. Dadurch kann das Schraubmittel nach einem erfolgten Einschraubvorgang auf besonders einfache Weise von der Handwerkzeugmaschine entkoppelt werden. Hierdurch kann auf besonders vorteilhafte Weise eine Impulsenergie genutzt werden, um die besondere technische Wirkung zu ermöglichen.
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Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass eine Anzahl von Drehmomentimpulsen in der ersten und/oder zweiten Drehrichtung einstellbar ist. Dabei kann eingestellt werden, wie viele Drehmomentimpulse auf das Schraubmittel aufgebracht werden sollen. Insbesondere kann dabei verhindert werden, dass sich bei einer Beaufschlagung des Schraubmittels mit einem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung das Schraubmittel löst.
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Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, dass die Beaufschlagung des Schraubmittels mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung in Abhängigkeit einer Betätigung, insbesondere einer Aktivierung oder einer Deaktivierung, eines Betätigungselements zum Steuern oder Regeln einer Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine erfolgt. Insbesondere ist das Betätigungselement dazu vorgesehen, die Antriebseinheit zu steuern oder zu regeln. Bei einer Betätigung, insbesondere einer Aktivierung, des Betätigungselements kann die Antriebseinheit derart gesteuert oder geregelt werden, dass die Abtriebseinheit das Schraubmittel mit dem ersten Drehmoment in der ersten Drehrichtung beaufschlagt. Bei einer Betätigung, insbesondere Deaktivierung, des Betätigungselements kann die Antriebseinheit derart gesteuert oder geregelt werden, dass die Abtriebseinheit das Schraubmittel mit dem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung beaufschlagt, insbesondere bevor die Antriebseinheit aufgrund der Deaktivierung des Betätigungselements deaktiviert wird. Beispielsweise kann ein gedrücktes Betätigungselement dazu vorgesehen sein, das Schraubmittel anzuziehen bzw. einzuschrauben. Beispielsweise kann ein freigegebenes bzw. nicht gedrücktes Betätigungselement dazu vorgesehen sein, eine Drehrichtung umzukehren, insbesondere um das Schraubmittel mit einem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung zu beaufschlagen. Beispielsweise kann ein freigegebenes Betätigungselement dazu vorgesehen sein, das Schraubmittel mit einem dem ersten Drehmoment entgegengesetzt wirkenden zweite Drehmoment zu beaufschlagen. Das Betätigungselement kann beispielsweise bei einer Beendigung des Schraubvorgangs freigegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Beaufschlagung des Schraubmittels mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung in Abhängigkeit einer Kick-back-Aktivierung, eines Erreichens eines Soll-Drehmoments in der ersten Drehrichtung und/oder einer eClutch-Aktivierung, erfolgen. Die Beaufschlagung des Schraubmittels mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, bzw. die Drehrichtungsumkehrung kann dabei in Abhängikeit eines zurückgelegten Drehwinkels, eines Drehmoments, eines Impulses und/oder einer Stromstärke erfolgen. Dadurch kann auf besonders einfache und/oder automatisierte Weise eine Verklemmung gelöst werden.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Beaufschlagung des Schraubmittels mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung in Abhängigkeit, insbesondere einer Aktivierung, einer Drehschlagfunktion der Handwerkzeugmaschine erfolgt. Insbesondere bei Verwendung einer Drehschlagfunktion ist das Risiko einer Verklemmung groß, sodass die Handwerkzeugmaschine bei Verwendung der Drehschlagfunktion vorzugsweise nach jedem Betätigungsvorgang bzw. Verschraubungsvorgang der Handwerkzeugmaschine das Schraubmittel mit dem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung beaufschlagt wird, um eine derartige Verklemmung zu vermeiden.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Verfahren eine Bereitstellung eines ersten Soll-Drehmoments zur Begrenzung einer Beaufschlagung des Schraubmittels mit dem ersten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der ersten Drehrichtung aufweist. Das erste Drehmoment und/oder das erste Soll-Drehmoment können elektronisch, beispielsweise mittels zumindest einer Sensoreinheit der Handwerkzeugmaschine, erfasst werden. Beispielsweise könnte das Drehmoment mittels einer physikalischen Größe, wie beispielsweise einer Energie, insbesondere einer Stromstärke, gemessen werden, mittels welcher die Antriebseinheit betrieben wird. Das erste Soll-Drehmoment soll in diesem Zusammenhang ein Montagedrehmoment bilden, welches insbesondere einen Zielzustand des Schraubmittels darstellt. Insbesondere soll dabei das Schraubmittel mit einem ersten Drehmoment in der ersten Drehrichtung derart beaufschlagt werden, bis das erste Soll-Drehmoment erreicht ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass vorgegebene Anzugsmomente des Schraubmittels nicht überschritten werden.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Verfahren eine Beaufschlagung des Schraubmittels mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung in Abhängigkeit, insbesondere eines Erreichens, des ersten Soll-Drehmoments in der ersten Drehrichtung aufweist. Insbesondere kann das Schraubmittel mit einem Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung beaufschlagt werden, wenn bzw. nachdem das Schraubmittel mit dem ersten Drehmoment in der ersten Drehrichtung das erste Soll-Drehmoment erreicht oder überschritten hat. Nach einem Erreichen oder einem Überschreiten des ersten Soll-Drehmoments kann die Drehrichtung umgeschaltet werden, um eine Verklemmung zu verhindern, indem das Schraubmittel mit einem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung beaufschlagt wird. Die Drehrichtung kann mittels einer elektronischen Umschalteinheit elektronisch umgeschaltet werden. Beispielsweise kann die Antriebseinheit umgepolt werden. Dadurch kann Verklemmungen nach jedem Schraubvorgang präventiv vorgebeugt werden.
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Es kann zweckmäßig sein, dass das zweite Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung, insbesondere mittels einer Schalttaste oder einem externen Gerät, aktivierbar oder deaktivierbar ist. Somit kann, insbesondere mechanisch, deaktiviert oder aktiviert werden, ob das zweite Drehmoment in der zweiten Drehrichtung auf das Schraubmittel aufgebracht werden soll. Hierdurch kann ein Bediener bei Bedarf eine Funktion aktivieren, welche eine Verklemmung löst.
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Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass das Verfahren eine Bereitstellung einer Zeitdauer des auf das Schraubmittel wirkenden zweiten Drehmoments, insbesondere Drehmomentimpulses, in der zweiten Drehrichtung aufweist. Beispielsweise kann die Antriebseinheit abgeschaltet werden, sofern das Schraubmittel mit einer Zeitdauer von länger als 1 s, insbesondere länger als 2 s, vorzugsweise länger als 3 s, weiter vorzugsweise länger als 4 s, bevorzugt länger als 5 s, und/oder weniger als 10 s, insbesondere weniger als 8 s, vorzugsweise weniger als 5 s, und/oder weniger als 3 s, insbesondere weniger als 1 s, vorzugsweise weniger als 0,1 s, mit dem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung beaufschlagt ist. Hierbei steht „s“ für Sekunden.
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Ferner kann es zweckmäßig sein, dass das Verfahren eine Bereitstellung eines zweiten Soll-Drehmoments zur Begrenzung einer Beaufschlagung des Schraubmittels mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung aufweist. Das zweite Soll-Drehmoment soll insbesondere ein auf das Schraubmittel wirkendes maximales zweites Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpulse, in der zweiten Drehrichtung, bilden. Das zweite Soll-Drehmoment kann insbesondere in Abhängigkeit von dem ersten Drehmoment in der ersten Drehrichtung, einstellbar sein. Dadurch können anwendungsspezifische Werte eingestellt werden.
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Weiteren kann es zweckmäßig sein, dass das zweite Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, gegenüber dem ersten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, kleiner ist. Insbesondere soll das erste Soll-Drehmoment in der ersten Drehrichtung größer sein als das zweite Soll-Drehmoment in der zweiten Richtung. Dadurch kann verhindert werden, dass eine Schraubverbindung bei einer Beaufschlagung des Schraubmittel mit dem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung gelöst wird. Bevorzugt ist das zweite Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, gegenüber dem ersten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, um bis zu 95 %, insbesondere um bis zu 90 %, vorzugsweise um bis zu 80 %, bevorzugt um bis zu 70 %, besonders bevorzugt um bis zu 50 %, kleiner. Bevorzugt ist das zweite Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, gegenüber dem ersten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, um wenigstens 50 %, insbesondere um wenigstens 60 %, vorzugsweise um wenigstens 70 %, bevorzugt um wenigstens 80 %, kleiner. Es versteht sich, dass das zweite Drehmoment in einer alternativen Ausführungsform gegenüber dem ersten Drehmoment auch größer sein kann. Dabei kann auf besonders einfache Weise eine Verklemmung der Handwerkzeugmaschine gegenüber dem Schraubmittel verhindert werden.
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Insbesondere bildet der erste Soll-Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, den letzten bzw. vor der Drehrichtungsumkehrung letzten auf das Schraubmittel wirkenden Drehmoment ab. Vorzugsweise bildet der zweite Soll-Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, den ersten bzw. nach der Drehrichtungsumkehrung ersten Drehmoment ab.
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Es wird vorgeschlagen, dass das zweite Soll-Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, gegenüber dem ersten Soll-Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, um bis zu 50 %, insbesondere um bis zu 40 %, vorzugsweise um bis zu 30 %, bevorzugt um bis zu 20 %, besonders bevorzugt um bis zu 10 %, und/oder um wenigstens 10 %, abweicht oder kleiner ist.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass eine Verdrehbewegung in der zweiten Drehrichtung mit einem Verdrehwinkel von bis zu 20°, insbesondere bis zu 15°, vorzugsweise bis zu 10°, bevorzugt bis zu 8°, besonders bevorzugt bis zu 5°, erfolgt. Insbesondere ist der Verdrehwinkel φ größer als 1°, insbesondere größer als 2°, vorzugsweise größer als 5°, bevorzugt größer als 8°, besonders bevorzugt größer als 10°. Unter einer Verdrehbewegung kann eine Bewegung der Abtriebseinheit, insbesondere der Drehmomentübertragungseinheit, gegenüber dem Schraubmittel verstanden werden. Insbesondere kann ein entsprechendes Fügespiel der Abtriebseinheit, insbesondere der Drehmomentübertragungseinheit, gegenüber dem Schraubmittel ausgenutzt werden, um eine Drehbewegung des Abtriebseinheit, insbesondere der Drehmomentübertragungseinheit, in der zweiten Drehrichtung zu ermöglichen, ohne das Schraubmittel mit einem zweiten Drehmoment zu lösen. Dadurch kann auf besonders zuverlässige Weise ein Spiel der Abtriebseinheit, insbesondere des Drehmomentübertragungsbereichs, gegenüber dem Schraubmittel in der zweiten Drehrichtung ausgenutzt werden.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Handwerkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
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Es kann zweckmäßig sein, dass die Handwerkzeugmaschine eine Kommunikationseinheit zum Empfangen von Daten von einem externen Gerät und zur Einstellung der Daten der Handwerkzeugmaschine aufweist.
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Die Kommunikationseinheit kann dazu vorgesehen sein, die Antriebseinheit drahtlos zu steuern oder zu regeln. Die Kommunikationseinheit kann ein erstes Kommunikationsmodul aufweisen, welches an oder in einer Betätigungseinheit bzw. dem Betätigungselement angeordnet ist. Die Kommunikationseinheit kann ein zweites Kommunikationsmodul aufweisen, welches an oder in der Antriebseinheit angeordnet ist. Es versteht sich, dass das zweite Kommunikationsmodul mit der Elektronikeinheit verbunden ist. Die Elektronikeinheit kann dazu vorgesehen sein, die Antriebseinheit zu steuern oder zu regeln. Die Elektronikeinheit kann mit dem zweiten Kommunikationsmodul, insbesondere elektrisch bzw. mittels elektrischen Leitungen, verbunden sein. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass die Handwerkzeugmaschine zumindest eine Kommunikationseinheit zu einer Kommunikation mit zumindest einer externen Einheit zu einem Austausch von elektronischen Daten zumindest zu einer Steuerung oder Regelung der Antriebseinheit aufweist. Die Kommunikationseinheit ist vorzugsweise als kabellose Kommunikationseinheit ausgebildet. Hierbei kann die Kommunikationseinheit als WLAN-Kommunikationseinheit, als Bluetooth-Kommunikationseinheit, als Funk-Kommunikationseinheit, als RFID-Kommunikationseinheit, als NFC-Einheit, als Infrarot-Kommunikationseinheit, als Mobilfunknetz-Kommunikationseinheit o. dgl. ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist die Elektronikeinheit dazu vorgesehen, die Antriebseinheit und/oder Sicherheitsfunktionen in Abhängigkeit einer Betätigung der Betätigungseinheit und in Abhängigkeit von mittels der Kommunikationseinheit an die Elektronikeinheit übertragenen elektronischen Daten zu steuern oder zu regeln. Besonders bevorzugt ist die Kommunikationseinheit zu einer bidirektionalen Datenübertragung vorgesehen. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Kommunikationseinheit als kabelgebundene Kommunikationseinheit ausgebildet, wie beispielsweise als LAN-Kommunikationseinheit, als USB-Kommunikationseinheit o. dgl. Die externe Einheit ist vorzugsweise als Smartphone ausgebildet, das eine App zu einer Kommunikation mit der Kommunikationseinheit aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die externe Einheit als externe, transportable Betätigungseinheit, als fest installierte Betätigungseinheit an einem Arbeitsplatz eines Bedieners, als fest in einem Raum installierte Synchronisationseinheit eines Einsatzortes, die von einer Zentrale gesteuert werden kann, wie beispielsweise infolge von Firmenvorgaben/Sicherheitsbestimmungen, als Bedienerkörperkenngrößenüberwachungseinheit, als externe Sensoreinheit oder als weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende zentrale oder dezentrale Betätigungseinheit, Eingabestation und/oder zentrales oder dezentrales Terminal ausgebildet ist. Es kann somit vorteilhaft eine Synchronisation von elektronischen Daten ermöglicht werden. Wird beispielsweise die Handwerkzeugmaschine in einem Synchronisationsmodus in Betrieb genommen, beispielsweise durch ein Einstecken einer Akkumulatorvorrichtung, bei einem Einstecken eines Stromversorgungskabels oder durch eine Aktivierung durch einen Bediener, wird zumindest teilweise automatisch eine Verbindung zwischen der Kommunikationseinheit und der externen Einheit aufgebaut. In der externen Einheit hinterlegte Einstellungen sind somit vorzugsweise direkt auf die Handwerkzeugmaschine übertragbar. Hierbei kann es sich um individuelle Einstellungen eines Bedieners, wie beispielsweise ein gewünschtes, schnelles Hochfahren auf eine eingestellte Drehzahl und eine maximale Leistung und/oder um Vorgaben einer Firma, wie beispielsweise eine Einhaltung einer Sicherheitsfunktion in einem vorgegebenen Bereich eines Firmengeländes oder eines Einsatzorts usw. handeln.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Handwerkzeugmaschine,
- 2 ein Querschnitt des Drehmomentübertragungsbereichs und des Schraubmittels und
- 3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahren
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In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Figuren beziehen sich jeweils auf eine Handwerkzeugmaschine 101 mit einer Aufnahmeeinheit 103 zur Aufnahme von Einsatzwerkzeugen (nicht gezeigt) wie beispielsweise als eine Sechskant-Nuss ausgebildete Schrauberbits zum Einschrauben von Schrauben in ein Werkstück. Die Aufnahmeeinheit 103 weist eine einem Fachmann bekannte Klemmvorrichtung 105 auf, welche dazu vorgesehen ist, das Einsatzwerkzeug in oder an der Handwerkzeugmaschine 101 zu halten.
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Die Handwerkzeugmaschine 101 ist insbesondere als ein Akkuschrauber, insbesondere als ein akkubetriebener Bohrschrauber oder als ein akkubetriebener Drehschlagschrauber, ausgebildet.
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1 zeigt die Handwerkzeugmaschine 101 mit einer Antriebseinheit 13, insbesondere einer Antriebswelle (nicht gezeigt), zur Übertragung einer Bewegung auf eine Abtriebseinheit 14, insbesondere eine Abtriebswelle (nicht gezeigt) der Abtriebseinheit 14. Die Antriebseinheit 13 ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Bewegung der Antriebseinheit 13 auf ein Einsatzwerkzeug (nicht gezeigt) zu übertragen. Die Antriebseinheit 13 weist einen als elektronisch kommutierten Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotor 13 auf. Die Abtriebseinheit 14 umfasst die Aufnahmeeinheit 103 und die Klemmvorrichtung 105.
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Die Handwerkzeugmaschine 101 weist ein zumindest teilweise als Handgriffgehäuse 15 ausgebildetes Maschinengehäuse auf, welches ein Außengehäuse 17 der Handwerkzeugmaschine 101 bildet. Das Handgriffgehäuse 15 ist dazu vorgesehen, von einer Hand eines Bedieners der Handwerkzeugmaschine 101 umgriffen zu werden.
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Die Handwerkzeugmaschine 101 weist ferner eine Schnittstelleneinheit 19 mit einer Halteeinheit 21 auf, welche mit einer Akkueinheit 23 lösbar befestigbar ist. Die Halteeinheit 21 ist dazu vorgesehen, die Akkueinheit 23 in einem mit der Handwerkzeugmaschine 101 verbundenen Befestigungszustand zu halten. Das Maschinengehäuse 15 weist weiter ein Betätigungselement 25 zum Ein- und Ausschalten eines Ein-/Aus-Schalter 25 an der Antriebseinheit 13 und eine vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildete Getriebeeinheit nicht gezeigt auf. Die Getriebeeinheit umfasst zumindest zwei beispielsweise mittels einer Schalttaste 29 schaltbare Gänge.
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Die Handwerkzeugmaschine 101 weist ferner ein nicht weiter dargestelltes Drehschlagwerk auf, welches dazu vorgesehen ist, Drehschlagimpulse auf das Schraubmittel aufzubringen, um das Schraubmittel einzuschrauben.
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Das Maschinengehäuse 15 umfasst ferner eine Halteeinheit 21, welche zumindest abschnittweise ein Außengehäuse 17 bildet. Das Maschinengehäuse 15 ist im Wesentlichen aus Kunststoff gebildet. Das Maschinengehäuse 15 ist aus einer Schalenbauweise gebildet. Die Halteeinheit 21 begrenzt die Handwerkzeugmaschine 101 von einer von dem der Antriebseinheit 13 abgewandten Seites des Handgriffgehäuses. Die Halteeinheit 21 ist aus Metall gebildet. Die Halteeinheit 21 ist als eine Halteklammer 21 ausgebildet.
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Die Akkueinheit 23 ist in einem Befestigungszustand mit der Handwerkzeugmaschine 101 verbunden, sodass ein elektrischer Kontakt der Akkueinheit 23 mit der Antriebseinheit 13 der Handwerkzeugmaschine 101 besteht, wenn die Akkueinheit 23 mit der Schnittstelleneinheit 19 verbunden ist. Die Akkueinheit 23 versorgt die Handwerkzeugmaschine 101 mit elektrischer Energie. Zumindest der Akkupack 23, die Antriebseinheit 13, der Ein-/AusSchalter 25 und die Elektronikeinheit 37 sind mittels Leitungen 43 elektrisch verbunden.
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Die Handwerkzeugmaschine 101 weist ferner eine mechanische Kupplungseinheit 115 zum Kuppeln der Antriebswelle der Antriebseinheit 13 mit der Abtriebswelle der Abtriebseinheit 14 auf. Die Kupplungseinheit 115 weist zumindest eine Rutschkupplung auf. Die Kupplungseinheit 115 kann mit der Getriebeeinheit gekuppelt sein. Die Kupplungseinheit 115 kann als eine einstellbare Drehmomentkupplung ausgebildet sein, mittels welcher ein Drehmoment manuell einstellbar ist. Beispielsweise kann ein maximales Drehmoment von 100 Nm oder 200 Nm oder 1000 Nm eingestellt werden, um einen bevorzugten Drehmomentbereich von 0,1 bis 20 Nm zu umfassen, sodass insbesondere die Kupplungseinheit 115 bei einem Überschreiten dieses Drehmoments in einen Überrastungszustand versetzt wird.
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Die Handwerkzeugmaschine 101 weist eine Elektronikeinheit 37 auf, welche dazu eingerichtet ist, die Antriebseinheit 13 zu regeln.
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Die Elektronikeinheit 37 kann das Drehmoment direkt mittels eines dazu vorgesehenem Beschleunigungssensor und/oder indirekt wie beispielsweise mittels einer Messung der Stromstärke der Antriebseinheit 13, welche sich im Wesentlichen proportional zum Drehmoment der Antriebseinheit 13 verhält, erfassen. Die Elektronikeinheit 37 weist eine Recheneinheit wie beispielsweise einen Mikrocontroller zum Auslesen und/oder Verarbeiten des Drehmoments und der Drehrichtung auf.
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Die Handwerkzeugmaschine 101 ist dazu vorgesehen, ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Handwerkzeugmaschine 101, insbesondere eines Schraubers, durchzuführen, umfassend zumindest die nachfolgend beschriebenen Schritte (3).
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In einem Schritt 201 wird das Verfahren gestartet und in einem weiteren Schritt 203 wird optional geprüft, ob eine Drehschlagfunktion aktiviert ist, sodass bei einer aktivierten Drehschlagfunktion der Schritt 205 und bei einer deaktivierten Drehschlagfunktion der Schritt 207b abgehandelt wird.
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Ist die Drehschlagfunktion nicht aktiviert, so wird in Schritt 205 die Drehschlagfunktion aktiviert. Beispielsweise kann die Drehschlagfunktion bei Verwendung eines Drehschlagschraubers nicht deaktivierbar sein, sodass die Schritte 203 und 205 ausbleiben.
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In einem weiteren Schritt 207a wird das Schraubmittels 129 mit einem ersten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in einer ersten Drehrichtung beaufschlagt. Dabei soll das Schraubmittel 129 vorzugsweise bis zu einem Erreichen eines ersten Soll-Drehmoment bzw. eines Montagedrehmoments angezogen werden. In Abhängigkeit eines Betätigungszustands des Betätigungselements, wie beispielsweise einem aktivierten oder einem deaktivieren Betätigungselement, oder eines Funktionszustands der Handwerkzeugmaschine, wie beispielswiese Kick-back-Aktivierung, Erreichen eines Soll-Drehmoments, eClutch, ect., kann zu Schritt 209 übergegangen werden.
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Zum Einschrauben eines Schraubmittels 129 wird das erste Drehmoment in der ersten Drehrichtung auf das Schraubmittel 129 aufgebracht, um die Schraube beispielsweise bis zu einer gewünschten Tiefe oder einem gewünschten Drehmoment anzuziehen.
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Der Drehmomentübertragungsbereich 131 ist als eine Schraubernuss ausgebildet, welcher mit einer Abtriebseinheit der Handwerkzeugmaschine koppelbar ist. Die Schraubernuss weist einen Innen-Sechskant-Querschnitt auf und der Schraubenkopf weist einen Außen-Sechskant-Querschnitt auf. Es versteht sich, dass auch ein Torx-Bit und eine Torxschraube, Sechskant-Bit und Innen-Sechskant-Schraube verwendet werden können.
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In einem weiteren Schritt 209 wird eine Drehrichtung der Antriebseinheit umgekehrt und in Schritt 211 wird das Schraubmittel 129 mit einem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung beaufschlagt.
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Das Lösen der Verklemmung soll dabei unter Vermeidung einer Verringerung des ersten Soll-Drehmoments bzw. des Montagedrehmoments des Schraubmittels 129 in der ersten Drehrichtung erfolgen, sodass gewährleistet ist, dass sich das Schraubmittel nicht löst.
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Die erste Drehrichtung erfolgt im Uhrzeigersinn. Die zweite Drehrichtung erfolgt entgegen des Uhrzeigersinns. Die erste Drehrichtung und die zweite Drehrichtung verlaufen einander entgegengesetzt.
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Die Beaufschlagung des Schraubmittels 129 mit dem ersten Drehmoment und/oder dem zweiten Drehmoment kann zumindest teilweise mittels einem ersten Drehmomentimpuls und/oder einem zweiten Drehmomentimpuls erfolgen. Es versteht sich, dass die Drehmomentimpulse in einer Mehrzahl vorliegen können.
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Eine Anzahl von Drehmomentimpulsen in der ersten und/oder zweiten Drehrichtung ist einstellbar, sodass einstellbar ist, wie viele Drehmomentimpulse auf das Schraubmittel 129 aufgebracht werden sollen.
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Die Beaufschlagung des Schraubmittels 129 mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung kann in Abhängigkeit einer Betätigung, insbesondere einer Aktivierung oder einer Deaktivierung, eines Betätigungselements 25 zum Steuern oder Regeln einer Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine 101 erfolgen. Insbesondere ist das Betätigungselement 25 dazu vorgesehen, die Antriebseinheit zu steuern oder zu regeln, sodass ein gedrücktes Betätigungselement 25 dazu vorgesehen ist, das Schraubmittel 129 anzuziehen bzw. einzuschrauben.
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Die Beaufschlagung des Schraubmittels 129 mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung erfolgt in Abhängigkeit einer Aktivierung einer Drehschlagfunktion der Handwerkzeugmaschine 101, da insbesondere bei einer Verwendung einer Drehschlagfunktion das Risiko einer Verklemmung groß ist, sodass die Handwerkzeugmaschine 101 vorzugsweise nach jedem Betätigungsvorgang bzw. Verschraubungsvorgang der Handwerkzeugmaschine 101 das Schraubmittel 129 mit dem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung beaufschlagt.
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Die Drehschlagfunktion ist in dem Schritt 203 einstellbar, sodass bei einer Aktivierung der Drehschlagfunktion die Schritte 205 bis 215 abgehandelt werden.
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Zum idealen Einschrauben des Schraubmittels 129 ist das erste Soll-Drehmoment einstellbar, sodass das erste Soll-Drehmoment zur Begrenzung einer Beaufschlagung des Schraubmittels 129 mit dem ersten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der ersten Drehrichtung bereitgestellt wird. Das erste Drehmoment und/oder das erste Soll-Drehmoment können elektronisch, beispielsweise mittels zumindest einer Sensoreinheit der Handwerkzeugmaschine 101, erfasst werden. Beispielsweise könnte das Drehmoment mittels einer Antriebsstromstärke gemessen werden, mittels welcher die Antriebseinheit betrieben wird.
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Das Verfahren kann eine Beaufschlagung des Schraubmittels 129 mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung in Abhängigkeit, insbesondere eines Erreichens, des ersten Soll-Drehmoments in der ersten Drehrichtung aufweist. Dabei kann das Schraubmittel 129 mit einem Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung beaufschlagt werden, wenn bzw. nachdem das Schraubmittel 129 mit dem ersten Drehmoment in der ersten Drehrichtung das erste Soll-Drehmoment erreicht oder überschritten hat, sodass die Drehrichtung nach einem Erreichen oder einem Überschreiten des ersten Soll-Drehmoments umgeschaltet wird.
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Das zweite Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung, kann mittels einer Schalttaste oder einem externen Gerät 119, aktivierbar oder deaktivierbar sein.
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Das Verfahren kann ferner eine Bereitstellung einer Zeitdauer des auf das Schraubmittel 129 wirkenden zweiten Drehmoments, insbesondere Drehmomentimpulses, in der zweiten Drehrichtung regeln, sodass die Antriebseinheit abgeschaltet wird, sofern das Schraubmittel 129 mit einer Zeitdauer von bis zu 5 s mit dem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung beaufschlagt ist.
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Das Verfahren kann eine Bereitstellung eines zweiten Soll-Drehmoments zur Begrenzung einer Beaufschlagung des Schraubmittels 129 mit dem zweiten Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, in der zweiten Drehrichtung aufweisen. Das zweite Soll-Drehmoment kann insbesondere in Abhängigkeit von dem ersten Drehmoment in der ersten Drehrichtung, einstellbar sein. Das erste Soll-Drehmoment soll in der ersten Drehrichtung kleiner sein als das zweite Soll-Drehmoment in der zweiten Richtung. Dabei ist das zweite Soll-Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, gegenüber dem ersten Soll-Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, um bis zu 90% und um wenigstens 70% kleiner. Das zweite Soll-Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, kann gegenüber dem ersten Soll-Drehmoment, insbesondere Drehmomentimpuls, um bis zu 30 % und um wenigstens 10 % abweichen.
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In Schritt 213 kann die Antriebseinheit eine Verdrehbewegung um einen Verdrehwinkel φ in der zweiten Drehrichtung von bis zu 15° aufweisen. Dabei kann ein Verdrehwinkel φ größer als 2° sein.
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In einem weiteren Schritt 215 wird das Verfahren bzw. der Anziehvorgang beendet.
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Die Handwerkzeugmaschine 101 weist ferner eine Kommunikationseinheit 117 zum Empfangen von Daten von einem externen Gerät 119 und zur Einstellung der Daten der Handwerkzeugmaschine 101 aufweist.
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Die Kommunikationseinheit 117 ist dazu vorgesehen, die Antriebseinheit drahtlos zu steuern oder zu regeln. Die Kommunikationseinheit 117 weist ein erstes Kommunikationsmodul auf, welches an oder in dem externen Gerät 119 angeordnet ist. Die Kommunikationseinheit 117 weist ein zweites Kommunikationsmodul auf, welches an oder in der handw3erkzeugmaschine Antriebseinheit angeordnet ist. Es versteht sich, dass das zweite Kommunikationsmodul mit der Elektronikeinheit 37 verbunden ist. Die Elektronikeinheit 37 ist dazu vorgesehen, die Antriebseinheit zu steuern oder zu regeln. Die Elektronikeinheit 37 ist mit dem zweiten Kommunikationsmodul, insbesondere elektrisch bzw. mittels elektrischen Leitungen, verbunden. Die Handwerkzeugmaschine 101 weist zumindest eine Kommunikationseinheit 117 zu einer Kommunikation mit zumindest einer externen Einheit zu einem Austausch von elektronischen Daten zumindest zu einer Steuerung oder Regelung der Antriebseinheit auf. Die Kommunikationseinheit 117 ist vorzugsweise als kabellose Kommunikationseinheit 117 ausgebildet. Hierbei ist die Kommunikationseinheit 117 als Bluetooth-Kommunikationseinheit 117 ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Elektronikeinheit 37 dazu vorgesehen, die Antriebseinheit und/oder Sicherheitsfunktionen der Handwerkzeugmaschine 101 in Abhängigkeit einer Betätigung der Betätigungseinheit und in Abhängigkeit von mittels der Kommunikationseinheit 117 an die Elektronikeinheit 37 übertragenen elektronischen Daten zu steuern oder zu regeln. Die externe Einheit ist vorzugsweise als Smartphone ausgebildet, das eine App zu einer Kommunikation mit der Kommunikationseinheit 117 aufweist. In der externen Einheit hinterlegte Einstellungen sind somit vorzugsweise direkt auf die Handwerkzeugmaschine 101 übertragbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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