DE19741548C1 - Pneumatisches Handschraubgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Handschraubgerät mit einem Schrauberkopf, dem durch eine Zuführleitung vor jedem Schraubvorgang automatisch eine Schraube zugeführt wird, mit einem Schraubendreherkolben, der gemeinsam mit einem Schrauben­ drehermotor und einem Schraubendreher durch Zufuhr von Druckluft in die Schraubposition vorschiebbar ist, in der der Schrauben­ drehermotor bei Zufuhr von Druckluft läuft, mit einem Drehmo­ mentsensor, der den Schraubendrehermotor abstellt, wenn ein vorgegebenes Drehmoment erreicht ist, und mit einer Auslöse­ einrichtung, die während des Schraubvorgangs von der Arbeits­ person in der EIN-Stellung gehalten wird.

Ein solches Hand­ schraubgerät ist beispielsweise aus der DE 23 36 599 B2 bekannt. Als Auslöseeinrichtung dient im allgemeinen eine Druckleiste, die dadurch in die EIN-Stellung versetzt wird, daß sie entgegen Federkraft gegen das Gehäuse des handschraubgerätes gedrückt wird, ohne daß die Erfindung jedoch hierauf beschränkt ist.

Wenn einem derartigen Handschraubgerät eine Schraube zu einem nachfolgenden Schraubvorgang zugeführt ist, wird diese in einem zwischen den Klinkenbacken des Schrauberkopfs gehaltenen Zu­ stands mit ihrem Schaft an dem Loch eines Werkstücks angesetzt, in das die Schraube eingedreht werden soll, woraufhin die Aus­ löseeinrichtung - nachfolgend Druckleiste genannt - gedrückt wird, wodurch der pneumatischen Zylinderkammer des Schraubendreherkol­ bens Druckluft zugeführt wird, die den Schraubendreherkolben und mit diesem den Schraubendrehermotor und den Schraubendreher in die vorgeschobene Schraubposition vorrückt. Bei weiterhin in der EIN-Stellung gehaltener Druckleiste wird dann der Schraubvorgang dadurch ausgelöst, daß die Schraube mit einem gewissen Druck gegen das Werkstück angepreßt wird.

Dabei wird das auf die Schraube aus von dem Schraubendrehermotor ausgeübte Drehmoment durch den Drehmomentsensor des Gerätes erfaßt, der den Schraubendrehermotor abstellt, wenn ein vorge­ gebenes Drehmoment erreicht ist. Auf diese Weise soll sicher­ gestellt werden, daß jede Schraube mit dem vorgegebenen Drehmo­ ment in das zugehörige Loch eingedreht worden ist.

Wenn die mit dem Handschraubgerät arbeitende Bedienungsperson die Druckleiste freigibt, beispielsweise weil der Arbeitsgang von dritter Seite unterbrochen wird, wird hierdurch das Hand­ schraubgerät außer Betrieb gesetzt. Dabei kann es geschehen, daß die Arbeitsperson die Druckleiste zu einem Zeitpunkt freigegeben und damit in die AUS-Stellung versetzt hat, in dem ein Schraub­ vorgang noch nicht beendet war, d. h. das vorgegebene Drehmoment noch nicht erreicht war. Wenn die Bedienungsperson einige Zeit später das Gerät wieder in Betrieb nimmt, kann sie nicht mehr feststellen, ob die letzte Schraube vollständig und vorschrifts­ mäßig eingedreht wurde. Auf diese Weise kann es zu folgeschweren Montagefehlern kommen.

Aus den Veröffentlichungen der Firma Atlas Copco, 1992, "Messen­ des Schrauben", Seite 8 bis 11 und 15 bis 31 sowie Atlas Copco "Industriewerkzeuge und Zubehör", 1992, Seiten 61 bis 75 ist es bekannt, daß bei pneumatischen Schraubern der Schraubvorgang überwacht werden kann. Hierzu sind Drehmoment- und Winkelgeber vorgesehen, sowie eine Erfassungseinrichtung, die eine Fehler­ anzeige abgibt, wenn der Drehmoment- und Winkelgeber auf einen fehlerhaften Schraubvorgang hinweisen.

Die DE 197 02 544 A1 offenbart einen Druckluftschrauber, bei dem bei einem Einschraubvorgang der Druck und der Durchfluß in der Druckluftzuleitung erfaßt und hieraus die verbrauchte Energie bei dem Schraubvorgang errechnet wird. Der berechnete Energiebe­ zugswert wird anschließend mit einem Referenzwert verglichen und aus dem Vergleich wird festgestellt, ob ein fehlerhafter Be­ triebszustand vorliegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisches Handschraubgerät anzugeben, bei dem ein unvoll­ ständiger Schraubvorgang infolge einer Unterbrechung des Ar­ beitsganges automatisch erkannt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Handschraubgerät hat eine Einrichtung, die solange ein Motorsignal abgibt, wie der Schraubendrehermotor läuft. In einer bevorzugten Ausführungsform ist hierzu eine Motorsteuerleitung vorgesehen, die von der Luftaustrittsleitung des Schraubendrehermotors abzweigen kann und durch die solange Luft strömt, wie der Schraubendrehermotor rotiert.

Das Handschraubgerät hat ferner eine Auslöseanzeigeeinrichtung, die solange ein Auslösesignal abgibt, wie die Drucktaste in der EIN-Stellung gehalten ist. Dieses Auslösesignal kann ein elek­ trisches Signal oder eine Folge von elektrischen Signalen sein, die beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß bei der Betäti­ gung der Drucktaste eine elektrischer Kontakt geschlossen wird.

Alternativ hierzu kann die Auslöseanzeigeeinrichtung auch eine Steuerleitung sein, durch die Luft strömt, solange die Auslö­ seeinrichtung, d. h. die Drucktaste, in der EIN-Stellung gehalten ist. In der Steuerleitung kann - ebenso wie in der Motorsteuer­ leitung - ein pneumatischer Wandler angeordnet sein, der den Luftstrom in elektrische Signale umwandelt, die einer Erfas­ sungseinrichtung zugeführt werden.

Das erfindungsgemäße Handschraubgerät hat ferner die vorstehend erwähnte Erfassungseinrichtung, die das Motorsignal bzw. die Motorsignale und das Auslösesignal bzw. die Auslösesignale erfaßt und die bei Beendigung der Anzeige des Auslösesignals vergleicht, ob das Motorsignal in diesem Augenblick noch vorhan­ den ist.

Wenn dies der Fall ist, gibt die Erfassungseinrichtung an die ebenfalls erfindungsgemäß vorgesehene Steuereinrichtung des Handschraubgerätes ein entsprechendes Signal ab, woraufhin die Steuereinrichtung eine Fehleranzeige abgibt.

Damit ist das erfindungsgemäße Handschraubgerät mit einer Ein­ richtung versehen, die bei der Freigabe der Druckleiste des Gerätes abfragt, ob zuvor der Schraubendrehermotor - infolge des Erreichens des vorgegebenen Drehmoments - abgestellt worden ist. Wenn dies der Fall ist, ist der der Freigabe der Drucktaste vorangegangene Schraubvorgang vorschriftsmäßig ausgeführt wor­ den.

Stellt die Erfassungseinrichtung des Handschraubgeräts hingegen fest, daß im Augenblick der Freigabe der Drucktaste der Schrau­ bendrehermotor noch lief, bedeutet dies, daß der Schraubvorgang noch nicht bis zum Erreichen des vorgegebenen Drehmoments durch­ geführt wurde. Der Schraubvorgang war damit noch nicht beendet.

Dies hat automatisch zur Folge, daß die Steuereinrichtung des Handschraubgerätes eine Fehleranzeige abgibt. Der Fehler kann dabei optisch angezeigt werden, beispielsweise durch Aufleuchten einr hierzu vorgesehenen Diode, wobei zusätzlich oder statt dessen auch ein akustisches Warnsignal ertönen kann.

Die Betriebssicherheit des Gerätes kann dadurch weiter erhöht werden, daß im Falle einer Fehleranzeige das Gerät zwangsweise abgeschaltet wird, wobei ein neuer Schraubvorgang nur dann möglich ist, wenn z. B. durch Betätigung eines Druckknopfes oder dergleichen die Fehleranzeige und die Zwangsabschaltung besei­ tigt wird. Da die Bedienungsperson durch die Zwangsabschaltung unübersehbar darauf aufmerksam gemacht wurde, daß der letzte Schraubvorgang unvollständig verlaufen ist, wird die Zwangsab­ schaltung nur dann aufheben, nachdem der unvollständige Schraub­ vorgang vorschriftsmäßig vollendet oder wiederholt worden ist.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Erfassungs­ einrichtung außerdem mit einem Zeitglied versehen sein, mit dem sie die Dauer der Abgabe des Motorsignals, bevorzugt des Auf­ tretens des Luftstroms durch die Motorsteuerleitung, bei jedem Schraubvorgang erfaßt und mit einer vorgegebenen Mindestdauer vergleicht. Wenn die Mindestdauer eines Schraubvorgangs unter­ schritten wird, gibt die Erfassungseinrichtung wieder ein ent­ sprechendes Signal an die Steuereinrichtung ab, die daraufhin eine Fehleranzeige abgibt.

Auf diese Weise kann eine andere mögliche Fehlerquelle ausge­ schaltet werden, die darin besteht, daß beispielsweise durch eine leichte Schrägstellung der Schraube beim Schraubvorgang das vorgegebene Drehmoment erreicht wird, bevor die Schraube voll­ ständig in das zugehörige Loch oder Gewinde eingeschraubt ist. Dies macht sich dann in einer die vorgegebene Mindestdauer des Schraubvorgangs unterschreitenden Schraubzeit bemerkbar, die ebenfalls wie in dem eingangs genannten Fall eines abgebrochenen Schraubvorgangs zu einer Fehleranzeige führt.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, daß die Erfassungsein­ richtung die erfaßte Dauer jedes Schraubvorgangs mit einer vorgegebenen Maximaldauer vergleicht, und daß bei Überschreiten der Maximaldauer eine Fehleranzeige erfolgt, womit solche Feh­ lerquellen erfaßt werden, bei denen der Schraubvorgang ohne Erreichen des vorgegebenen Drehmoments erfolgt.

Bei dem erfindungsgemäßen Handschraubgerät wird demnach während des Laufs des Schraubendrehermotors und während des Haltens der Auslöseeinheit des Gerätes, meist in Form einer Druckleiste, ein Signal erzeugt, das von einer Erfassungseinrichtung des Gerätes empfangen und ausgewertet wird. Als Signal des Motorlaufs bietet es sich an, die aus dem Schraubendrehermotor austretende Druck­ luft heranzuziehen, die durch eine hierzu vorgesehene Steuerlei­ tung strömen kann. Diese Druckluft kann auch mittels eines pneu­ matischen Wandlers in elektrische Signale umgewandelt werden. Auch die Auslösesignale der Druckleiste können durch einen Luftstrom gebildet sein, wobei die zugehörige Steuerleitung beispielsweise von der Zylinderkammer des Schraubendreherkolbens abzweigen kann, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.

Die Erfassungseinrichtung kann das Auftreten einer ersten Feh­ lerquelle dadurch erfassen, daß sie nach Beendigung des Auf­ tretens des Auslösesignals überprüft, ob zuvor das Motorlaufsig­ nal geendet hat, was anderenfalls einen unvollständigen Schraub­ vorgang anzeigt. Die Erfassungseinrichtung kann alternativ feststellen, daß die Motorlaufzeit eines Schraubvorgangs eine vorgegebene Mindestschraubdauer unterschreitet oder aber eine vorgegebene Maximalschraubdauer übersteigt, was auf zwei andere Fehlerquellen hinweist.

In allen drei Fällen gibt eine Steuereinrichtung eine Fehler­ anzeige ab, so daß der Fehler behoben werden kann. Es versteht sich, daß die Erfassungseinrichtung auch zur Erfassung von einer oder zwei Fehlerarten vorgesehen sein kann.

Claims (10)

1. Pneumatische Handschraubgerät, mit einem Schrauberkopf, dem durch eine Zuführleitung vor jedem Schraubvorgang automatisch eine Schraube zugeführt wird,
einem Schraubendreherkolben, der gemeinsam mit einem Schrauben­ drehermotor und einem Schraubendreher durch Zufuhr von Druckluft in die Schraubposition vorschiebbar ist, in der der Schrauben­ drehermotor bei Zufuhr von Druckluft läuft,
mit einem Drehmomentsensor, der den Schraubendrehermotor ab­ stellt, wenn ein vorgegebenes Drehmoment erreicht ist,
und mit einer Auslöseeinrichtung, die während des Schraubvor­ gangs von der Arbeitsperson in EIN-Stellung gehalten wird, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung, die solange ein Motorsignal abgibt, wie der Schraubendrehermotor läuft,
eine Auslöseanzeigeeinrichtung, die solange ein Auslösesignal abgibt, wie die Auslöseeinrichtung in der EIN-Stellung gehalten ist,
eine Erfassungseinrichtung, die das Motorsignal und das Aus­ lösesignal erfaßt und die bei Beendigung des Auslösesignals vergleicht, ob das Motorsignal in diesem Augenblick noch vorhan­ den ist,
und eine Steuereinrichtung, die dann, wenn bei Beendigung des Auslösesignals noch ein Motorsignal vorhanden ist, eine Fehler­ anzeige abgibt.

2. Pneumatisches Handschraubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abgabe des Motorsignals eine Motorsteuerleitung ist, durch die solange Luft strömt, wie der Schraubendrehermotor läuft.

3. Pneumatisches Handschraubgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerleitung von dar Luftaustrittsleitung des Schraubendrehermotors abzweigt.

4. Pneumatisches Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerleitung einen pneuma­ tischen Wandler enthält, der den Luftstrom in elektrische Signa­ le umwandelt, die der Erfassungseinrichtung zugeführt werden.

5. Pneumatisches Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösesignal ein elektrisches Signal oder eine Folge von elektrischen Signalen ist.

6. Pneumatisches Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseanzeigeeinrichtung eine Steuerleitung ist, durch die Luft strömt, solange die Auslöse­ einrichtung in der EIN-Stellung gehalten ist.

7. Pneumatisches Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung ferner die Dauer des Motorsignals bei jedem Schraubvorgang erfaßt und mit einer vorgegebenen Mindestdauer vergleicht und daß bei Unter­ schreiten der Mindestdauer die Steuereinrichtung einer Fehler­ anzeige abgibt.

8. Pneumatisches Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung die Dauer des Motorsignals bei jedem Schraubvorgang erfaßt und bei Erre­ chen eines vorgegebenen Maximaldauer eine Fehleranzeige abgibt.

9. Pneumatisches Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein optisches und/oder akustisches Signal als Fehleranzeige abgibt.

10. Pneumatisches Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung im Falle einer Fehleranzeige erst dann einen neuen Schraubvorgang zuläßt, wenn eine Zwangsabschaltung aufgehoben wird.