DE19620782A1 - Screw connection prodn. method by turning screw element using electric driven screwdriver - Google Patents
Screw connection prodn. method by turning screw element using electric driven screwdriverInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellen einer Schraubverbindung nach dem Ober begriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung hierfür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.The invention relates to a method for producing a screw connection according to the upper Concept of claim 1 and a device therefor according to the preamble of the claim 13.
Bei der Handmontage in der Großserienfertigung werden zum Verschrauben von Blech schrauben oder gewindefurchenden Schrauben, insbesondere bis Schraubengrößen M8 vorzugsweise akkubetriebene Einhandelektroschrauber (Akkuschrauber) benutzt. Diese meist in Pistolenform ausgeführten Schraubwerkzeuge weisen folgende Vorteile auf:In manual assembly in large series production are used for screwing sheet metal screws or self-tapping screws, especially up to screw sizes M8 preferably battery-operated retail electric screwdriver (cordless screwdriver) used. These Screwdriving tools, usually in the form of pistols, have the following advantages:
- - sie kommen ohne störende, den Arbeitsprozeß behindernde Zuleitung aus,- they do not need a disturbing supply line that hinders the work process,
- - sie sind leicht zu handhaben,- they are easy to use,
- - schwierig erreichbare Schraubstellen können ungehindert verschraubt werden,- screwing points that are difficult to reach can be screwed unhindered,
- - es besteht keine Beschädigungsgefahr an empfindlichen Teilen durch Zuleitungen (z. B. Lackschäden an Fahrzeugen),- There is no risk of damage to sensitive parts from supply lines (e.g. Paint damage to vehicles),
- - die Unfallgefahr oder Behinderung anderer Personen durch die Zuleitung wird vermieden.- The risk of accidents or other people's disabilities caused by the supply line is avoided.
Außerdem findet die Benutzung dieser Werkzeuge eine große Akzeptanz. Den Vorteilen stehen allerdings auch einige Problempunkte gegenüber. So ist beispielsweise eine Kon trolle der Schraubergebnisse hinsichtlich Schraubzeit, Drehmoment und/oder Winkel und entsprechend auch eine automatische Dokumentation des Schraubergebnisses kaum mög lich. Außerdem ist bei den Akkuschraubern nur eine Drehzahl für das Einschrauben und Anziehen der Schraubverbindung vorgegeben, wodurch schlechtere Schraubergebnisse im Vergleich zu elektronisch gesteuerten Elektroschraubern anfallen. Eine Drehzahlabsenkung beim Anziehen durch den Werker selbst ist aufgrund der schnellen Geschwindigkeit, mit der die Schraubverbindung hergestellt wird, kaum möglich. Hinzu kommt, daß diese Akku schrauber bisher keine Überwachung des Gewindeformens oder des Eindrehvorganges haben, um ein Überdrehen vor allem bei selbstschneidenden oder gewindefurchenden Schrauben zu vermeiden.In addition, the use of these tools is widely accepted. The benefits however, there are also some problem points. For example, a con troll the screwing results with regard to screwing time, torque and / or angle and Accordingly, automatic documentation of the tightening result is hardly possible Lich. In addition, the cordless screwdrivers only have one speed for screwing in and Tightening the screw connection specified, resulting in poorer screw results in Compared to electronically controlled electric screwdrivers. A speed reduction when tightening by the worker himself is due to the fast speed with which the screw connection is hardly possible. Add to that this battery So far, screwdrivers have not monitored thread forming or the screwing process have to over-tighten especially with self-tapping or self-tapping To avoid screws.
Insbesondere der letzte Punkt ist problematisch, da beim Verschrauben von Blechschrauben oder gewindefurchenden Schrauben in Dünnblechen mit motorbetriebenen Schraubwerk zeugen es in der Praxis immer wieder zum Überdrehen (Herausreißen der Mutterngewinde) durch nicht optimal eingestellte Schrauber kommt. Aber auch bei richtiger Einstellung kann es aufgrund von Serienstreuungen der Reibwerte und der Schraubengeometrie sowie der Lochdurchmesser zu einem Überdrehen der Schrauben kommen, oder die vorgegebenen Drehmomente führen zu einem Abschalten des Schraubers, bevor die Schraube eingedreht bzw. das Gewinde geformt ist. Hinzu kommt, daß an einem Fertigungsabschnitt mehrere verschiedene Schrauboperationen durchgeführt werden, beispielsweise Blech- oder Schneidschraubenverbindungen im Fahrzeuginneren. Wenn hierbei verschiedene maximale Drehmomente erforderlich sind, führt dies entweder zur Notwendigkeit des Austausches des Akkuschraubers oder aber zu einer individuell vorzunehmenden Drehmomentverstellung. Durch die Vielzahl der Schraubverbindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Blechdicken, Einschraublängen, Materialien und Oberflächen sind jedoch eine Vielzahl unterschiedlich eingestellter Schrauber erforderlich. Aufgrund des schnellen Eindrehens einer Schraube ist es dem Werker auch nicht möglich, eine Schraubverbindung durch vor zeitiges, manuelles Abschalten des Schraubers vor einem Überdrehen zu bewahren, wenn am Schrauber ein zu hohes Drehmoment eingestellt ist. Durch eine Vertauschung der Schrauber kann es hierdurch zu teuren Reparaturmaßnahmen aufgrund von überdrehten Schrauben kommen.The last point in particular is problematic because when screwing tapping screws or self-tapping screws in thin sheets with a motor-driven screw mechanism In practice, it is always seen as over-tightening (pulling out the nut thread) comes from screwdrivers that are not optimally adjusted. But even if the setting is correct it due to the spread of the friction coefficients and the screw geometry as well as the Hole diameter overtighten the screws, or the specified Torques cause the screwdriver to switch off before the screw is screwed in or the thread is formed. In addition, there are several in one production section various screwing operations are carried out, for example sheet metal or Self-tapping screw connections inside the vehicle. If different maximum Torques are required, this leads either to the need to replace the Cordless screwdriver or for an individual torque adjustment. Due to the large number of screw connections with different properties such as Sheet thicknesses, screw-in lengths, materials and surfaces, however, are numerous differently adjusted screwdriver required. Because of the quick screwing in a screw, it is also not possible for the worker to screw a screw through to prevent the screwdriver from being overturned manually, if The torque on the screwdriver is too high. By swapping the This can lead to expensive repair measures due to over-tightened screwdrivers Screws come.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Schraubverfahren derart auszugestalten, daß mit einem Werkzeug verschiedene Schrauben und Schraubfälle ohne Neueinstellung ver schraubt werden können. Aufgabe ist außerdem eine Vorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, entsprechend auszurüsten.The object of the present invention is to design a screwing method in such a way that one tool different screws and screwdriving cases without re-adjustment can be screwed. The task is also a device as described above is to equip accordingly.
Bei dem eingangs beschriebenen Verfahren wird die Aufgabe gelöst durch die kennzeich nenden Maßnahmen des Anspruchs 1. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13.In the method described at the outset, the object is achieved by the features nenden measures of claim 1. With regard to the device, the task at Device described in the introduction solved with the characterizing features of Claim 13.
Bei dem Verfahren wird eine Schraubverbindung durch Eindrehen eines Schraubelementes, beispielsweise eine Schraube, insbesondere Blechschraube, mittels eines elektrisch an getriebenen Schraubers (Elektroschraubers) hergestellt, wobei von einer Elektronik (elektronischen Steuerung) das Drehmoment des Schraubers überwacht wird. Dies erfolgt durch Auswerten des beim Antrieb des Schraubers fließenden Stroms, der proportional zum Drehmoment ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Auswertung derart, daß von der Elektronik das Steigungsmaß des zeitlichen Verlaufes des Drehmomentes erfaßt wird. Nach einem bestimmten, vorgegebenen Drehmomentverlauf wird durch die Elektronik eine Abschaltung des Schraubers ausgelöst, wobei der Gradient während eines Schraubervorganges zuerst einen Anstieg, eine Verringerung des Anstiegs, anschließend eine Zunahme des Anstiegs oder einen erneuten Anstieg und danach eine Verringerung der Zunahme oder des erneuten Anstiegs durchlaufen haben muß. Die Abschaltung kann unmittelbar mit der letzten Verrin gerung des Gradienten ausgelöst werden, vorteilhaft erfolgt die Abschaltung spätestens bei Beginn eines Abfalls des Gradienten (negative erste Ableitung). Ganz besonders vorteilhaft erfolgt die Abschaltung bei Erreichen von 70% bis 10% des zuletzt gemessenen Maximal werts der Steigung und insbesondere bei Erreichen von 50% bis 20% dieses Wertes.In the method, a screw connection is made by screwing in a screw element, for example a screw, in particular a sheet metal screw, by means of an electrically driven screwdriver (electric screwdriver), being made by electronics (electronic control) the torque of the screwdriver is monitored. this happens by evaluating the current flowing when driving the screwdriver, which is proportional to the Torque is. According to the invention, the evaluation is carried out in such a way that the electronics the slope of the time course of the torque is detected. After one A certain, predetermined torque curve is switched off by the electronics of the screwdriver, the gradient being the first during a screwdriver operation an increase, a decrease in the increase, then an increase in the increase or a new increase and then a decrease in the increase or renewed Must have gone uphill. The shutdown can be done immediately with the last Verrin gradient is triggered, the shutdown advantageously takes place at the latest Beginning of a drop in the gradient (negative first derivative). Very advantageous the switch-off takes place when 70% to 10% of the last measured maximum is reached value of the slope and especially when 50% to 20% of this value is reached.
Als zeitlicher Verlauf kann ein linearer Verlauf mit der Zeit aber auch eine andere zeit abhängige Größe, wie beispielsweise der Drehwinkel der Schrauberspindel bzw. der Schraubverbindung (auch indirekt über ein Schraubergetriebe) erfaßt werden. Steuerungs technisch besonders einfach wird der Gradient als Ableitung erfaßt, die die Steigung des Gradienten in jedem Punkte wiedergibt. Entsprechend können auch die Verringerungen vorteilhaft als zweite Ableitung (Wendepunkt) des Gradienten erfaßt werden. Um kleine Schwankungen des Drehmomentverlaufes auszubügeln, werden die aufgenommenen Werte vorteilhaft über ein Tiefpaßfilter geführt zur Vermeidung von Fehlfunktionen. Das Tiefpaßfil ter ist auf einen üblichen Schraubervorgang abgestimmt und kann beispielsweise ein Soft warefilter sein.A linear course over time can also be a different time dependent size, such as the angle of rotation of the screw spindle or Screw connection (also indirectly via a screw drive) can be detected. Control technically particularly simple, the gradient is recorded as a derivative that the slope of the Reproduces gradients in each point. The reductions can accordingly can advantageously be detected as the second derivative (inflection point) of the gradient. To small ones To iron out fluctuations in the torque curve, the recorded values Advantageously performed via a low-pass filter to avoid malfunctions. The low pass file ter is matched to a conventional screwdriver process and can be a soft, for example be filter.
Je nach Schraubeinsatz kann das Maß der Verringerung des ersten Anstiegs des Gradien ten vorgegeben werden. So kann beispielsweise vorgegeben werden, daß bereits eine klei ne Schulter im Drehmomentverlauf zur Erfüllung der ersten drei Kriterien des Gradienten verlaufes ausreichend ist. Es kann beispielsweise bei gewindeformenden Schrauben in Blech auch festgelegt werden, daß die Verringerung des ersten Anstiegs (zweites Kriterium) eine Abnahme des Drehmomentverlaufes beinhalten muß.Depending on the screwdriving insert, the degree of reduction in the first increase in the gradient can be can be specified. For example, it can be specified that a small ne shoulder in the torque curve to meet the first three criteria of the gradient history is sufficient. It can be used, for example, for thread-forming screws Sheet metal also be set to reduce the first increase (second criterion) must include a decrease in the torque curve.
Erfindungsgemäß kann auch der Drehmomentverlauf, oder einzelne Werte hiervon, wie max. Gewindeformdrehmoment, erreichtes Enddrehmoment, aus denen Rückschlüsse auf die Verschraubung hinsichtlich der Gewindeformung bzw. auch der Mutterngewindede formation gezogen werden können, in einem Speicher abgelegt werden. Die abgelegten Werte können sofort oder auch später ausgewertet werden für eine Freigabe des Gegen standes, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bei einer Bandmontage vorteilhaft zum Einsatz kommt. Ebenso kann eine Vielzahl von Schraubern mit einer zentra len Einheit vernetzt werden, wobei diese Vernetzung online, beispielsweise durch IR-Über tragung oder auch durch Auslesen gespeicherter Schrauberwerte an der zentralen Einheit erfolgen kann. According to the invention, the torque curve or individual values thereof, such as Max. Thread forming torque, final torque reached, from which conclusions can be drawn the screw connection with regard to the thread formation and also the nut thread formation can be drawn, stored in a memory. The filed Values can be evaluated immediately or later to release the counterpart standes, whereby the method according to the invention in particular in a band assembly is used advantageously. A variety of screwdrivers can also be used with a centra len unit can be networked, this networking online, for example by IR-Über transmission or by reading stored screwdriver values on the central unit can be done.
Wenn unterschiedliche Abschaltkriterien gewünscht sind, so kann vorteilhaft eine Umschal tung der Werte durch Wechsel entsprechend präparierter Schrauberbits erfolgen.If different switch-off criteria are desired, switching can be advantageous The values are changed by changing appropriately prepared screwdriver bits.
Vorteilhaft kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Schrauber gewünschtenfalls auch zu einem üblichen Schrauber, gegebenenfalls mit Drehmomenterfassung und -abschaltung umgeschaltet werden, wobei vorzugsweise auch beim Einsatz des erfindungs gemäßen Verfahrens eine Drehmomentabschaltung zuschaltbar ist, so daß auch bei Errei chen eines hohen Drehmomentes ein Abschalten des Schraubers erfolgt. Dies kann bei spielsweise vorteilhaft dann eingesetzt werden, wenn beim Gewindeformen sehr hohe Drehmomentwerte auftreten können, die die Gefahr des Abdrehens des Schraubelementes (der Schraube) mit sich bringen. Bei einem solchen Abschalten können dann an dieser Schraubverbindung entweder Schraubelemente mit kleinerem Durchmesser (A niedrigerem Drehmoment beim Gewindeformen) oder aber materialverstärkte Schrauben eingesetzt werden. Die Unterbrechung der Kraftübertragung bei Erreichen eines vorgegebenen Dreh momentes kann beispielsweise über eine mechanische Kupplung, insbesondere jedoch auch über die Elektronik durch Messung des Schrauberstroms erfolgen.If desired, the screwdriver can be advantageous in the method according to the invention also to a conventional screwdriver, possibly with torque detection and -Shutdown are switched, preferably also when using the invention According to the method, a torque cut-off can be activated, so that even when Errei high torque, the screwdriver is switched off. This can happen with for example, be used advantageously when very high thread forming Torque values can occur which increase the risk of the screwing element turning off bring (the screw) with it. With such a shutdown can then at this Screw connection either screw elements with a smaller diameter (A lower Torque when thread forming) or reinforced screws will. The interruption of the power transmission when a predetermined rotation is reached For example, a mechanical clutch can, for example, in particular also done via the electronics by measuring the screwdriver current.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vor Erreichen des Abschaltpunktes des Schraubers die Drehzahl des Schraubers verringert, so daß gegen Ende der Verschraubung die Verschraubung langsamer eingedreht wird. Hierdurch wird ein besseres Setzverhalten der Verschraubung und/oder eine genauere Ermittlung des Abschaltpunktes erreicht.In a further preferred embodiment, before the switch-off point is reached Screwdriver reduces the speed of the screwdriver so that towards the end of the screw connection the screw connection is screwed in more slowly. This will result in better setting behavior the screw connection and / or a more precise determination of the switch-off point.
Vorteilhaft werden bei der Verschraubung selbstschneidende und/oder gewindeformende Schraubelemente eingeschraubt. Die Verschraubung erfolgt außerdem vorteilhaft mit hand betriebenen Schraubern, insbesondere Akkuschraubern. Weitere bevorzugte Maßnahmen sind nachfolgend bei der Vorrichtung beschrieben.Self-tapping and / or thread-forming are advantageous when screwing Screw elements screwed in. The screw connection is also advantageously done by hand operated screwdrivers, in particular cordless screwdrivers. Other preferred measures are described below for the device.
Der zur Erfindung gehörende Elektroschrauber hat Mittel, insbesondere eine Elektronik bzw. elektronische Schaltung, die beim Eindrehen eines Schraubelementes, beispielsweise einer Schraube und insbesondere einer selbstschneidenden und/oder gewindeformenden Schrau be, ein wirkendes Drehmoment durch Auswerten eines beim Antrieb des Elektroschraubers fließenden Stromes ermitteln. Erfindungsgemäß erfassen diese Mittel einen zeitlichen Drehmomentverlauf und Lösen eine Abschaltung des Elektroschraubers nach einem vor bestimmten Gradientenverlauf während eines Eindrehvorganges aus. Dieser vorbestimmte Gradientenverlauf hat folgende Kriterien:The electric screwdriver belonging to the invention has means, in particular electronics or electronic circuit that when screwing a screw element, for example a Screw and in particular a self-tapping and / or thread-forming screw be, an effective torque by evaluating one when driving the electric screwdriver determine flowing current. According to the invention, these agents record a time Torque curve and loosening a shutdown of the electric screwdriver after one determined gradient course during a screwing process. This predetermined Gradient course has the following criteria:
- - Anstieg des Gradienten,Gradient increase,
- - Verringerung dieses Anstiegs,- reducing this increase,
- - Zunahme des Anstiegs oder erneuter Anstieg des Gradienten, Increase in the gradient or increase in the gradient again,
- - Verringerung der Zunahme oder des erneuten Anstiegs.- decrease in increase or increase again.
Der Gradient selbst oder seine Auswertung erfolgt vorteilhaft über einen Tiefpaßfilter, so daß Störimpulse oder kleinere Schwankungen nicht registriert werden. Die Verringerung des Anstiegs wird vorteilhaft über die zweite Ableitung des Drehmomentverlaufes bestimmt, wobei das Ausmaß dieser Verringerung vorteilhaft als Kriterium festgelegt wird. So kann bei spielsweise für die erste Verringerung als Kriterium eine bestimmte Zeit und/oder ein Dreh winkel des Schraubelementes und/oder auch ein Ausmaß der Veränderung der Steigung festgelegt werden. Wenn dies nicht erfüllt ist, wird entweder eine Fehlermeldung ausgege ben oder die Verringerung als solche nicht erkannt. Das Ausmaß der Veränderung der Stei gung kann vorteilhaft hierbei bei der ersten Verringerung des Anstiegs als Abnahme des Drehmomentes und bei der zweiten Verringerung als ein Wert bis zum Maximalwert des Drehmomentes gewählt werden.The gradient itself or its evaluation is advantageously carried out using a low-pass filter, so that Glitches or small fluctuations are not registered. The reduction of Increase is advantageously determined via the second derivative of the torque curve, the extent of this reduction is advantageously determined as a criterion. So at for example, a certain time and / or a rotation for the first reduction as a criterion angle of the screw element and / or a degree of change in the slope be determined. If this is not the case, an error message is either issued ben or the reduction is not recognized as such. The extent of change in the stei supply can be advantageous in the first reduction of the increase as a decrease in the Torque and at the second reduction as a value up to the maximum value of the Torque can be selected.
Außerdem kann der Elektroschrauber, der vorteilhaft als Handschrauber und insbesondere als Akkuschrauber ausgebildet ist, noch andere Merkmale, wie eine Drehzahlreduzierung vor dem Auslösen der Abschaltung oder auch eine mechanische Drehmomentbegrenzung enthalten. Diese einzelnen Ausgestaltungen sind bereits oben beim Verfahren beschrieben.In addition, the electric screwdriver, which is advantageous as a handheld screwdriver and in particular is designed as a cordless screwdriver, other features, such as a speed reduction before triggering the shutdown or a mechanical torque limit contain. These individual configurations have already been described above in the method.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und zweier Zeichnun gen näher beschrieben.The invention is described below using an exemplary embodiment and two drawings gene described in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen Akkuschrauber schematisch mit einer Steuereinheit; und Fig. 1 shows a schematic electric screwdriver with a control unit; and
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Drehmomentverlauf. Fig. 2 shows a torque curve according to the invention.
Der in Fig. 1 dargestellte Akkuschrauber 1 ist aufgebaut aus einem Elektromotor 2, einer Drehwinkelmeßvorrichtung 3, einer Schrauberspindel 4, einem elektronischen Schaltkreis 5 und einem Akkublock 6. Hinzu kommt eine stationäre Steuereinheit 7, die drahtlos 8, bei spielsweise über Infrarotlicht, mit dem Akkuschrauber 1 in Verbindung steht. Die Dreh winkelmeßvorrichtung kann beispielsweise optoelektronisch erfolgen. Die Schrauberspindel 4 wird von dem Elektromotor 2 gespeist von dem Akkublock 6 angetrieben, wobei gesteuert über den elektronischen Schaltkreis 5 in Verbindung mit der Drehwinkelmeßvorrichtung 3 folgender Schraubvorgang abläuft. Nach Einschalten des Akkuschraubers über einen (nicht dargestellten) Handschalter dreht der Elektromotor 2 während der Einschraubphase eine (nicht dargestellte) Schraube mit hoher Drehzahl (ca. 300-900 U/min) zur Herstellung der Schraubverbindung. Während des Einschraubens wird das an der Schrauberspindel 4 wir kende Drehmoment in dem elektronischen Schaltkreis ermittelt. Gleichzeitig wird auch der Drehwinkel (über die Drehwinkelmeßvorrichtung 3) und/oder die Schraubzeit erfaßt. Gegen Ende der Anziehphase der Schraubverbindung reduziert der elektronische Schaltkreis 5 die Drehzahl des Elektromotors 2 automatisch (auf ca. 50-300 U/min, insbesondere 50-100 U/min), um eine genauere Abschaltung zu erzielen, wodurch ein Setzverhalten der Schraub verbindung reduziert und Reibwertschwankungen der Schraubverbindung in ihrem Einfluß gering gehalten werden. In dem elektronischen Schaltkreis 5 werden außerdem die erfaßten Schraubwerte in einem Speicherbaustein hinsichtlich Drehmoment und Drehwinkel abgelegt und an eine stationäre Steuereinheit zur Auswertung weitergegeben.The electric screwdriver 1 shown in Fig. 1 is composed of an electric motor 2, a Drehwinkelmeßvorrichtung 3, a screwdriver spindle 4, an electronic circuit 5 and a battery block 6. In addition, there is a stationary control unit 7 , which is connected to the cordless screwdriver 1 wirelessly 8 , for example via infrared light. The rotary angle measuring device can, for example, be optoelectronic. The screwdriver 4 is powered by the electric motor 2 and is driven by the battery block 6 , the following screwing process taking place in a controlled manner via the electronic circuit 5 in conjunction with the angle of rotation measuring device 3 . After switching on the cordless screwdriver via a hand switch (not shown), the electric motor 2 rotates a screw (not shown) at high speed (approx. 300-900 rpm) during the screwing-in phase in order to produce the screw connection. While screwing in, the torque on the screwdriver 4 is determined in the electronic circuit. At the same time, the angle of rotation (via the angle of rotation measuring device 3 ) and / or the screwing time is also recorded. Towards the end of the tightening phase of the screw connection, the electronic circuit 5 automatically reduces the speed of the electric motor 2 (to approximately 50-300 rpm, in particular 50-100 rpm) in order to achieve a more precise shutdown, as a result of which the screw connection is set reduced and fluctuations in the coefficient of friction of the screw connection are kept to a minimum. In the electronic circuit 5 , the recorded screw values are also stored in a memory module with regard to torque and angle of rotation and passed on to a stationary control unit for evaluation.
Bei einer Bandmontage werden vorteilhaft an die stationäre Steuereinheit 7 solche Schrau berwerte übermittelt, aus denen der Erhalt einer korrekten Schraubverbindung ermittelbar ist. Nach Erhalt der entsprechenden Schrauberwerte erfolgt dann durch die stationäre Steu ereinheit 7 die Freigabe des Gegenstandes zum Weitertransport durch das Band und/oder ein Hinweissignal (akustisch und/oder visuell) bezüglich korrekter und/oder unkorrekter Zahl und/oder Qualität der Schraubverbindungen.In the case of a strip assembly, such screw values are advantageously transmitted to the stationary control unit 7 from which the receipt of a correct screw connection can be determined. After receiving the corresponding screwdriver values, the stationary control unit 7 then releases the object for further transport through the belt and / or a warning signal (acoustically and / or visually) with regard to the correct and / or incorrect number and / or quality of the screw connections.
Während der Anziehphase der Schraubverbindung wird in dem elektronischen Schaltkreis 5 das in Fig. 2 dargestellte Diagramm aufgenommen und ausgewertet. Hierbei erkennt und unterscheidet die integrierte Schrauberelektronik 5 das Füge- bzw. Gewindefurchmoment 9 vom Festziehmoment 10. Dadurch wird erreicht, daß die Verschraubung auch dann korrekt ausgeführt wird, wenn die Einschraubmomente 9 größer sind als die Abschalt- oder Aus reißmomente 10. Bei einer reinen Drehmomenterkennung würde der Schrauber entweder die Verschraubung beim Fügevorgang 9 bereits abbrechen oder die Schraube überdrehen. Der elektronische Schaltkreis 5 erkennt hierbei das Fügemoment 9 als Anstieg 11 des Drehmoments M, eine Abnahme 12 des Anstiegs 11 und eine Verringerung 13 des Dreh moments M. Das Erkennen der Verringerung kann optional erfolgen, so daß auch eine Schulter als Fügemoment 9 erkannt wird. Das Erkennen des Fügemoments 9 erfolgt also unabhängig vom Drehmoment M, so daß auch Problemverschraubungen 14 mit besonders hohem Drehmoment M verarbeitet werden. Hier kann gegebenenfalls ein besonders hohes Drehmoment als Abschaltmoment zur Absicherung beispielsweise des Schraubelementes gegen Abdrehen vorgegeben werden. Nach der Verringerung 13 des Drehmoments wäh rend des Gewindeformens 9 erkennt der elektronische Schaltkreis 5 einen erneuten Anstieg 15 und eine Verringerung 16 dieses erneuten Anstiegs 15. In der Verringerung 16 liegt auch der Beginn der Mutterngewindedeformation 17. Durch dieses automatische Erkennen der beginnenden Mutterngewindedeformation 17 kann der Schrauber 1 auch ohne vorgegebene Drehmomentabschaltwerte rechtzeitig abschalten 18, so daß auch hier Problemverschrau bungen 19, bei denen bereits bei einem niedrigen Drehmoment das Mutterngewinde defor miert wird, sicher erkannt und verschraubt werden.During the tightening phase of the screw connection, the diagram shown in FIG. 2 is recorded and evaluated in the electronic circuit 5 . The integrated screwdriver electronics 5 recognizes and differentiates the joining or thread forming torque 9 from the tightening torque 10 . This ensures that the screw connection is carried out correctly even when the screwing moments 9 are greater than the switch-off or tear-off moments 10 . In the case of pure torque detection, the screwdriver would either already break off the screw connection during the joining process 9 or overtighten the screw. The electronic circuit 5 recognizes the joining moment 9 as an increase 11 in the torque M, a decrease 12 in the increase 11 and a decrease 13 in the torque M. The reduction can optionally be detected, so that a shoulder is also recognized as the joining moment 9 . The joining moment 9 is thus recognized independently of the torque M, so that problem screw connections 14 with a particularly high torque M are also processed. If necessary, a particularly high torque can be specified here as a switch-off torque for securing, for example, the screw element against twisting. After the reduction 13 of the torque during thread forming 9 , the electronic circuit 5 detects a renewed increase 15 and a reduction 16 of this renewed increase 15 . In the reduction 16 there is also the beginning of the nut thread deformation 17 . Through this automatic recognition of the beginning of the nut thread deformation 17 of the wrench 1 can also be without predetermined Drehmomentabschaltwerte off in time 18, so that here too Problemverschrau exercises 19 in which the nut thread is mized DEFOR even at a low torque, detected and are screwed.
Die Erfassung des Drehmoments in dem elektronischen Schaltkreis 5 erfolgt über den Drehwinkel α, der bei bekannter Schraubenlänge beispielsweise auch zusätzliche Abschalt momente zur weiteren Absicherung des Schraubvorganges enthalten kann. So kann hier auch eine Abschaltung aufgrund einer vorgegebenen Umdrehungszahl der Schraube, vor teilhaft gemessen ab einem charakteristischen Punkt in der Drehmomentkurve, wie den Wendepunkten, dem Maximum oder Minimum, erfolgen. Die Verringerung der Schrauber drehzahl gegen Ende des Anziehens 10 kann beispielsweise auch durch Ermitteln des Wen depunktes in diesem Bereich (Übergang von erneutem Anstieg 15 zur Verringerung 16) erfolgen.The detection of the torque in the electronic circuit 5 takes place via the angle of rotation α, which, for a known screw length, can also contain, for example, additional switch-off moments for further securing the screwing process. A shutdown can also take place here on the basis of a predetermined number of revolutions of the screw, measured in part from a characteristic point in the torque curve, such as the turning points, the maximum or minimum. The reduction of the screwdriver speed towards the end of tightening 10 can also take place, for example, by determining the turning point in this area (transition from renewed increase 15 to reduction 16 ).
Dieses Verfahren bzw. der Schrauber arbeitet weitgehend unabhängig von der Schrauben größe und vom Schraubfall und schaltet somit selbsttätig im Maximum oder bei einem vor gegebenen Drehmomentverlauf ab.This method or the screwdriver works largely independently of the screw size and from the screwdriving case and thus switches automatically at maximum or at one given torque curve.
Mit der Erfindung wird mit einem Hand-Akkuschrauber bei Dünnblech- oder Kunststoff verschraubungen folgendes erreicht:With the invention with a handheld screwdriver for thin sheet or plastic screw connections achieved the following:
- - mit einem Werkzeug werden verschiedene Schrauben und Schraubfälle ohne Neueinstel lung verschraubt bei optimalem Festsitz;- Different screws and screwdriving cases can be done with one tool without having to reset screwed with optimal tight fit;
- - unterschiedliche Drehzahlen (schnelles Eindrehen, langsames Festziehen) können vor gegeben werden mit dem Erfolg einer Schraubzeitverkürzung und Verbesserung durch genaueres Abschalten,- Different speeds (fast screwing in, slow tightening) can occur be given with the success of a tightening time reduction and improvement by more precise switch off,
- - eine integrierte Elektronik steuert und überwacht das Drehmoment, den Drehwinkel und die Schraubzeit,- Integrated electronics control and monitor the torque, the angle of rotation and the screwing time,
- - die Schrauberergebnisse können gespeichert und nach der Verschraubung an eine sta tionäre Steuereinheit zur Auswertung und/oder Dokumentation übermittelt werden,- The screwdriver results can be saved and after screwing to a sta Ordinary control unit for evaluation and / or documentation are transmitted,
- - Parameter für unterschiedlichste Verschraubungen können im Werkzeug abgespeichert werden,- Parameters for various screw connections can be saved in the tool become,
- - mehrere Akkuschrauber können vernetzt eingesetzt werden (Überwachung mehrerer Akkuschrauber bei einer Montage, insbesondere Endmontage, wobei die Akkuschrauber beispielsweise durch unterschiedliche Bits vorteilhaft für unterschiedliche Schrauben aus gelegt sind),- Several cordless screwdrivers can be used in a network (monitoring several Cordless screwdriver during assembly, in particular final assembly, the cordless screwdriver For example, different bits are advantageous for different screws are laid),
- - die beiden Anziehphasen, das Gewindeformen und das Endanziehen, werden getrennt gesteuert; während des Gewindeformens erfolgt eine separate Drehmoment(Strom)- Bewertung, wobei höhere Drehmomente akzeptiert werden können als in der späteren Anziehphase,- The two tightening phases, thread forming and final tightening, are separated controlled; a separate torque (current) occurs during thread forming - Evaluation, whereby higher torques can be accepted than in the later one Tightening phase,
- - das Erkennen des Gewindeformens erfolgt durch einen Vergleich von ansteigendem zu abfallendem bzw. geringer ansteigendem Drehmoment (Strom),- The detection of the thread forming is done by a comparison of increasing to falling or slightly increasing torque (current),
- - das Erkennen der beginnenden Mutterndeformation erfolgt durch Bildung eines Strom/Drehwinkelquotienten bzw. -zeitquotienten; reduziert sich der gebildete Quotient um einen vorher festgelegten Anteil vom gemessenen Maximalwert, wird der Schrauber gestoppt.- The beginning mother deformation is recognized by forming a Current / angle of rotation quotient or time quotient; the quotient formed is reduced by a predetermined amount of the measured maximum value, the screwdriver stopped.
Die Erfindung wird vorteilhaft im Automobilbau eingesetzt, vorteilhaft in der Endmontage und insbesondere beim Einbau von Armaturentafeln und mit dem Aufbau/Karosserie verbun denen Teilen.The invention is advantageously used in automobile construction, advantageously in final assembly and especially when installing dashboards and connected to the body / body those parts.
Claims (19)
- - Anstieg des Gradienten (11),
- - Verringerung dieses Anstiegs (12),
- - Zunahme des Anstiegs oder erneuter Anstieg des Gradientens (15),
- - Verringerung der Zunahme oder des erneuten Anstiegs (16).
- Gradient increase ( 11 ),
- - reducing this increase ( 12 ),
- Increase in gradient or increase in gradient again ( 15 ),
- - reducing the increase or increase ( 16 ).
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