DE19824495A1

DE19824495A1 - Method for driving an electric screwing device

Info

Publication number: DE19824495A1
Application number: DE19824495A
Authority: DE
Inventors: Konrad Stoelzle; Ulrich Kaminski
Original assignee: Deutsche Gardner Denver GmbH
Current assignee: Apex Tool Group GmbH and Co OHG
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1999-12-09
Also published as: EP1084010B1; EP1084010A1; WO1999062675A1; ES2186364T3; DE59903258D1; WO1999062675B1

Abstract

The invention relates to a method for driving an electric screwing device during which a control device supplies electric current in the form of pulse signals to an electric motor. In addition, the motor generates a torque which turns a screwing tool with a rotational speed for driving a screw. In order to relieve a device operator from the burdensome support of the reaction moment as greatly as possible, the invention provides that the interpulse period between two pulse signals is determined in such a way that the rotational speed of the motor during the interpulse period is significantly reduced.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Antreiben einer elektrischen Schraub vorrichtung, wobei ein Steuergerät einem Elektromotor elektrischen Strom in Form von Pulssignalen zuführt und der Motor einen Drehmoment erzeugt, das ein Schraubwerk zeug mit einer Drehzahl zum Betätigen einer Schraube dreht. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechende elektrische Schraubvorrichtung.The invention relates to a method for driving an electric screw device, wherein a control device an electric motor electric current in the form of Pulse signals and the motor generates a torque that a screwdriver stuff rotates at a speed to operate a screw. Furthermore, the Invention on a corresponding electrical screwing device.

Bei einem aus der DE 31 44 350 A1 bekannten Verfahren zum Antreiben eines elektro motorisch angetriebenen Schraubers dieser Gattung wird vorgeschlagen, die Pulslängen von abgegebenen Rechteckimpulsen so einzustellen, daß dem Motor die erforderliche Leistung zugeführt wird. Hierfür wird ein Oszillator auf eine konstante Pulsfrequenz ein gestellt. Dementsprechend werden die Längen der Pulse zugeführt, so daß nur der un bedingt notwendige Leistungsanteil an den Motor gegeben wird.In a method known from DE 31 44 350 A1 for driving an electro motor-driven screwdriver of this type is proposed, the pulse lengths of delivered rectangular pulses so that the motor the required Power is supplied. For this purpose, an oscillator is set to a constant pulse frequency posed. Accordingly, the lengths of the pulses are supplied so that only the un conditionally necessary power share is given to the engine.

Derartige Schrauber haben den Nachteil, daß die vom Werker aufzubringende Kraft, das Gegenmoment, relativ hoch ist. Bei Pistolengriffschraubern ist schon ab ca. 5 Nm eine Reaktionsaufnahme in Form einer mechanischen Abstützung erforderlich. Bei harten Schraubfällen oder bei Löseoperationen ist der Drehmomentanstieg sehr steil. Da der Werker nicht so schnell reagieren kann, kommt es zu einer ruckartigen Drehung seines Handgelenks. Dies birgt die Gefahr von Verletzungen. Ferner führt es relativ schnell zum Ermüden des Werkers. Da der Werker bei Montagevorrichtungen, z. B. bei der Kraftfahr zeugmontage, oft an schwer zugänglichen Stellen schrauben muß, muß er sich relativ stark verrenken, um den Schrauber ansetzen zu können. Je stärker die Verrenkung, desto geringer ist die vom Werker aufbringbare Reaktionskraft.Such screwdrivers have the disadvantage that the force to be applied by the worker Counter moment, is relatively high. With pistol grip screwdrivers, there is already one starting at approx. 5 Nm Reaction absorption in the form of mechanical support required. With hard In screwing cases or loosening operations, the torque increase is very steep. Since the Worker can not react so quickly, there is a jerky rotation of his Wrist. This poses the risk of injury. It also leads to relatively quickly Fatigue of the worker. Since the worker in assembly devices, for. B. in motor vehicles tool assembly, often screwing in hard to reach places, it must be relative move strongly to be able to attach the screwdriver. The stronger the dislocation, the lower the reaction force that can be exerted by the worker.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gat tung dahingehend zu verbessern, daß auf möglichst einfache Art und Weise eine elektri sche Schraubvorrichtung angetrieben werden kann, die von einem Werker bei möglichst schonendem eigenen Leistungseinsatz einfach handzuhaben ist. The invention has for its object a method of the Gat mentioned tion to improve in such a way that an electri cal screw device can be driven by a worker if possible gentle use of your own effort is easy to handle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem gattungsgemäßen Verfahren zum An treiben einer elektrischen Schraubvorrichtung gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Pulspause zwischen zwei Pulssignalen derart bestimmt wird, daß die Drehzahl des Motors in der Pulspause deutlich reduziert wird.This object is achieved with a generic method for driving an electrical screwdriver solved, which is characterized in that the pulse pause between two pulse signals is determined such that the speed of the motor is significantly reduced during the pause.

Die Länge der Pause zwischen zwei Pulsen wird gerade so lang gewählt, daß sich in dieser Zeit die Drehzahl des Motors spürbar reduziert. Die Länge der Pulspause über schreitet also den Trägheitsbereich des Motors, so daß sich dieser in der Pulspause spürbar verlangsamt. Erst nach der spürbaren Verlangsamung wird wieder ein neuer Puls abgegeben. Der Motor gibt seine Energie im wesentlichen an die Schraube ab.The length of the pause between two pulses is chosen so long that in during this time, the speed of the engine was noticeably reduced. The length of the pulse pause over So the inertia range of the motor moves so that it is in the pulse pause noticeably slower. Only after the noticeable slowdown will there be a new one Pulse given. The motor essentially gives off its energy to the screw.

Bei den aufeinanderfolgenden Pulsen erhöht sich beim Anziehen einer Schraube schnittweise das Drehmoment. Während einer Pulspause kann sich das System aus Motor und Schraubwerkzeug, das eventuell eine Stecknuß enthält, entspannen. Durch die Massenträgheit des Systems wird das Beschleunigungs- und Reaktionsmoment stark gedämpft.The successive pulses increase when a screw is tightened cut the torque. The system can turn off during a pulse pause Relax the motor and screwdriver, which may contain a socket. By The inertia of the system makes the acceleration and reaction torque strong subdued.

Herkömmliche Pulsweitenmodulationen zielen im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung auf eine möglichst energiesparende Einstellung einer bestimmten Drehzahl des Elektro motors. Die Drehzahl soll etwa konstant gehalten werden, wobei durch die Pulsweiten modulation nur der dafür unbedingt notwendige Strom zugeführt wird.In contrast to the present invention, conventional pulse width modulations are aimed on the energy-saving setting of a certain speed of the electric motors. The speed should be kept approximately constant, with the pulse widths modulation is only supplied with the absolutely necessary electricity.

Im Gegensatz dazu ist die Erfindung auf die Variierung einer Unterbrechung der Pulswei tenmodulation gerichtet, so daß sich die Drehzahl des Motors in der Pulspause gegen über dem Pulssignal mit großem Amplitudenausschlag deutlich reduziert.In contrast, the invention is to vary an interruption of the pulse white directed tenmodulation, so that the speed of the motor against each other during the pulse pause significantly reduced above the pulse signal with a large amplitude swing.

Vorzugsweise kann die Drehzahl des Motors in der Pulspause auf etwa 0 reduziert wer den. Bei Drehzahl 0 kann das System aus Motor und Schraubwerkzeug sich weitge hendst entspannen. Der Effekt der Verringerung des Reaktionsmoments ist dadurch besonders gut. Nahezu die gesamte Energie des Motors mit der Trägheit des Systems wird an die Schraube abgegeben. Dies erzeugt kaum zusätzliche Wärme im Werkzeug. The speed of the motor can preferably be reduced to approximately 0 during the pulse pause the. At speed 0, the system of motor and screwdriver can expand to relax. This has the effect of reducing the reaction torque particularly good. Almost all of the engine's energy with the inertia of the system is delivered to the screw. This hardly generates any additional heat in the tool.

Besonders vorteilhaft kann während des Lösens einer Schraube gepulst werden. Dies erleichtert das Lösen der Schraube, da der Motor bei jedem neuen Puls wieder bei ge ringer Drehzahl startet. Eine festgezogene Schraube wird dadurch nacheinander mit Drehmomentstößen beaufschlagt, so daß sie sich leichter löst. Verständlicherweise kann die Schraubvorrichtung so betrieben werden, daß nur beim Lösen einer Schraube erfin dungsgemäß mit Reduzierung der Drehzahl in dem Pulspausen gepulst wird.Pulsing can be particularly advantageous during the loosening of a screw. This makes it easier to loosen the screw, since the motor is back at every new pulse ringer speed starts. A screw that has been tightened is thus one after the other Torque impacts applied so that it is easier to solve. Understandably can the screw device are operated so that only when loosening a screw invented is pulsed accordingly with reduction of the speed in the pulse pauses.

In besonderer Weise kann während des Anziehens einer Schraube gepulst werden.Pulses can be pulsed in a special way during tightening.

Es wird vorgeschlagen, daß nur oberhalb eines bestimmten Drehmomentgrenzwertes die Pulspause abgestimmt auf die Reduktion der Drehzahl bestimmt wird. Bis zu dem Drehmomentgrenzwert kann die Schraubvorrichtung herkömmlich betrieben werden. Der Drehmomentgrenzwert ist gerade noch in tragbarer Weise von einem Werker aufnehm bar. Erst ab dem Drehmomentgrenzwert setzt das Pulsen mit Reduktion der Drehzahl in der Pulspause ein, so daß ab höheren Drehmomenten der Werker entsprechend entla stet wird.It is suggested that only above a certain torque limit the pulse pause is determined in accordance with the reduction in speed. Until that Torque limit, the screw device can be operated conventionally. Of the Torque limit is just barely portable by a worker bar. Only when the torque limit is reached does the pulse start with a reduction in speed the pulse pause, so that from higher torques the worker releases accordingly is steady.

Als Variante der Erfindung ist das Abstimmen der Pulspause auf die Reduktion der Drehzahl zu- und abschaltbar. Damit kann die Schraubvorrichtung sowohl herkömmlich bei nur geringen Drehmomenten als auch mit der erfindungsgemäßen Pulspausenein stellung bei zu hohen Drehmomenten betrieben werden.As a variant of the invention, the tuning of the pulse pause to the reduction of Speed can be switched on and off. So that the screw device can be both conventional with only low torques as well as with the pulse breaks according to the invention position are operated at excessive torques.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausenverhältnis während des Schraubablaufes passend eingestellt werden. Die Einstellung kann z. B. manuell oder automatisch, durch das Steuergerät bestimmt, erfol gen. Durch diese Einstellung können Pulsfrequenz und das Puls/Pausenverhältnis auf das jeweilige System, z. B. Werkzeugtyp, Schraubfall, Werkzeugauslastung, angepaßt werden. Bei der automatischen Einstellung werden die Parameter automatisch von dem Steuergerät erfaßt und entsprechend variiert. Damit läßt sich besonders genau das ge wünschte Drehmoment und die entsprechende Drehzahl für die entsprechende Schraubanwendung wählen. According to a special embodiment, the pulse frequency and / or the Pulse / pause ratio can be set appropriately during the screwing process. The Setting can e.g. B. manually or automatically, determined by the control unit, success With this setting, the pulse rate and the pulse / pause ratio can be set to the respective system, e.g. B. Tool type, screwdriving, tool utilization, adapted become. With the automatic setting, the parameters are automatically taken from the Control unit detected and varied accordingly. This can be particularly ge desired torque and the corresponding speed for the corresponding Select screw application.

Vorzugsweise kann anhand der erfaßten Pulse das Drehmoment gemessen werden.The torque can preferably be measured on the basis of the detected pulses.

Dies ergibt erstaunlich genaue Meßwerte. Diese können z. B. benutzt werden, um an das Steuergerät gemeldet zu werden und mit einem maximal zulässigen Drehmoment vergli chen zu werden.This gives amazingly accurate readings. These can e.g. B. be used to the Control unit to be reported and compared with a maximum allowable torque to become.

Denkbar kann die Pulslänge entsprechend der Genauigkeit der Drehmomentmessung eingestellt werden.The pulse length is conceivable according to the accuracy of the torque measurement can be set.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mit einer elektrischen Schraub vorrichtung durchgeführt werden. Unter Berücksichtigung der entsprechenden eingangs genannten Aufgabe gerichtet auf eine elektrische Schraubvorrichtung, wird diese erfin dungsgemäß gelöst durch eine elektrische Schraubvorrichtung, mit einem Steuergerät, das mit einem Elektromotor verbunden ist und diesem elektrischen Strom in Form Puls signalen zuführt, wobei der Motor mit einem Schraubwerkzeug gekoppelt ist und einen Drehmoment erzeugt, das das Schraubwerkzeug mit einer Drehzahl zum Betätigen einer Schraube dreht, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät mit einer Steuereinheit verbunden ist, die die Pulspause derart bestimmt, daß die Drehzahl des Motors in der Pulspause deutlich reduziert wird.The method according to the invention can be done, for example, with an electric screw device. Taking into account the corresponding input mentioned task directed to an electrical screwing device, this is invented solved according to the invention by an electrical screwing device, with a control unit, which is connected to an electric motor and this electrical current in the form of a pulse supplies signals, the motor being coupled to a screwing tool and a Torque generated by the screwdriver at a speed to actuate a Screw turns, characterized in that the control unit with a control unit is connected, which determines the pulse pause such that the speed of the motor in the Pulse pause is significantly reduced.

Bei Akku/Batterie betriebenen Werkzeugen kann Energieversorgung, Steuergerät, Steuereinheit, Elektromotor und Schraubwerkzeug eine Einheit bilden.With tools operated by rechargeable batteries, the power supply, control unit, Control unit, electric motor and screwdriver form one unit.

Mit diesem Gerät sind die Vorteile des eingangs genannten erfindungsgemäßen Verfah rens erreichbar. Die Steuereinheit übernimmt die Bestimmung der Pulspausen, die eine derartige Länge hat, daß die Drehzahl des Motors in der Pulspause deutlich reduziert wird und somit das vom Werker aufzunehmende Reaktionsmoment reduziert wird. In der Praxis nimmt ein Werker das Pulen eventuell gerade noch wahr.With this device, the advantages of the inventive method mentioned at the outset rens reachable. The control unit takes over the determination of the pulse pauses, the one has such a length that the speed of the motor is significantly reduced during the pulse pause the reaction torque to be absorbed by the worker is reduced. In the In practice, a worker may just perceive pulening.

In besonderer Weise kann die Steuereinheit die Pulspause derart bestimmen, daß die Drehzahl in der Pulspause auf etwa 0 reduziert wird. Dadurch wird das System aus Mo tor, eventuell zwischengeschaltetem Getriebe, und Stecknuß entspannt und durch die Massenträgheit des Systems wird das Reaktionsmoment während eines Puls stark ge dämpft. In a special way, the control unit can determine the pulse pause in such a way that the Speed in the pulse pause is reduced to about 0. The system from Mo Tor, possibly intermediate gear, and socket relaxed and through the Mass inertia of the system, the reaction moment during a pulse is strongly ge dampens.

Wahlweise kann die Steuereinheit zu- und abschaltbar sein. Bei geringen Dreh momentanforderungen kann die Steuereinheit abgeschaltet werden, weil der Werker das geringe Reaktionsmoment mühelos abstützen kann. Bei höheren Drehmomenten wird die Steuereinheit zugeschaltet, so daß sich eine Verringerung des Reaktionsmoments ergibt.The control unit can optionally be switched on and off. At low rotation The control unit can be switched off at the moment because the worker does it can easily support low reaction torque. At higher torques the control unit switched on, so that there is a reduction in the reaction torque results.

Es wird vorgeschlagen, daß das Steuergerät mit einer Einstelleinrichtung verbunden ist, über die die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausenverhältnis einstellbar ist. Über die Einstelleinrichtung können diese Parameter an das jeweilige System und den jeweiligen Schraubfall angepaßt werden. Dies kann manuell oder automatisch verlaufen. Die Ein stellung kann sogar während des Schraubablaufes angepaßt werden.It is proposed that the control device be connected to an adjusting device via which the pulse frequency and / or the pulse / pause ratio can be set. About the Adjustment device can adapt these parameters to the respective system and the respective Screwing case can be adjusted. This can be done manually or automatically. The one position can even be adjusted during the screwing process.

Besonders vorteilhaft kann eine mit dem Steuergerät verbundene Meßvorrichtung vor gesehen sein, die das Drehmoment anhand der erfaßten Pulse mißt. Die Erfassung der Pulse ist steuerelektronisch relativ einfach und präzise. Mit der erfindungsgemäßen Pulsung kann dadurch das Drehmoment relativ exakt bestimmt werden.A measuring device connected to the control unit can be particularly advantageous be seen, which measures the torque based on the detected pulses. The capture of the Pulse is relatively simple and precise in terms of electronic control. With the invention Pulsation, the torque can be determined relatively precisely.

In besonderer Weise kann der Elektromotor über einen Servoverstärker mit dem Steu ergerät verbunden sein.In a special way, the electric motor can be controlled by a servo amplifier device connected.

Denkbarerweise ist unter einer Schraubvorrichtung im Sinn der Erfindung nicht nur ein herkömmlicher Schrauber zu verstehen. Die Erfindung betrifft in diesem Sinn genauso Bohrvorrichtungen, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann. Grundsätzlich ist darunter eine entsprechende Anwendung für überwiegend rota torische Bewegungen zu verstehen, die auch einen translatorischen Anteil haben.Conceivably, a screw device in the sense of the invention is not just one conventional screwdriver to understand. In this sense, the invention also applies Drilling devices using the method according to the invention can. Basically, there is a corresponding application for predominantly rota Understand toric movements that also have a translatory component.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nach stehend erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are according to standing explained. Show it:

Fig. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild für eine elektrische Schraubvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is a schematic block circuit diagram for an electric screw device according to a first embodiment of the invention,

Fig. 2 ein prinzipielles Blockschaltbild eines Versuchaufbaus für eine erfindungs gemäße elektrische Schraubvorrichtung gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform und Fig. 2 is a basic block diagram of an experimental setup for an inventive electric screwing device according to a second embodiment and

Fig. 3 Ablaufdiagramme, die das Verhalten der relevanten Größen beim Durch führen des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen. Fig. 3 flow diagrams that illustrate the behavior of the relevant variables when performing the inventive method.

In Fig. 1 ist ein prinzipielles Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen elektrischen Schraubvorrichtung 1 dargestellt. Ein Steuergerät 2 ist über eine elektrische Leitung 3 mit einer elektrischen Schraubvorrichtung 4 verbunden. Die Leitung 3 führt zu einer Schraubvorrichtung 4, die als Pistolenschrauber ausgebildet ist. Der Pistolenschrauber enthält einen Elektromotor 5, über den ein Schraubwerkzeug 6 angetrieben wird. Als Schraubwerkzeug 6 kann z. B. eine sogenannte Stecknuß oder ein Schraubschlüsselaufsatz verwendet werden. Das Schraubwerkzeug 6 kann mit einer Schraube 17 in Eingriff gebracht werden, so daß der Schraubenkopf formschlüssig von dem Schraubwerkzeug 6 umfaßt und durch Rotation des Schraubwerkzeugs 6 gedreht wird.In Fig. 1 a schematic block circuit diagram of a first embodiment of a electrical OF INVENTION to the invention screw device 1 is shown. A control unit 2 is connected to an electrical screwing device 4 via an electrical line 3 . The line 3 leads to a screw device 4 which is designed as a gun screwdriver. The gun screwdriver contains an electric motor 5 , via which a screwing tool 6 is driven. As a screwing tool 6 z. B. a so-called socket or a wrench attachment can be used. The screwing tool 6 can be brought into engagement with a screw 17 , so that the screw head is positively embraced by the screwing tool 6 and is rotated by rotation of the screwing tool 6 .

Wahlweise können auch anders ausgestaltete Schraubvorrichtungen 4 verwendet wer den. Optional ist eine elektrische Leitung 7 strichliniert dargestellt, die das Steuergerät 2 mit einer stabartig ausgebildeten Schraubvorrichtung 4 verbindet.Optionally, differently designed screw devices 4 can be used who the. Optionally, an electrical line 7 is shown in dashed lines, which connects the control unit 2 with a rod-like screw device 4 .

Eine strichliniert dargestellte Leitung 8 verbindet das Steuergerät 2 optional mit einer Schraubvorrichtung 4, die im wesentlichen stabförmig ausgebildet ist, wobei das Schraubwerkzeug 6 am distalen Ende etwa im rechten Winkel von der Stabform absteht.A line 8 shown in broken lines optionally connects the control device 2 to a screwing device 4 , which is essentially rod-shaped, the screwing tool 6 projecting from the rod shape at approximately a right angle at the distal end.

Die dargestellten Schraubwerkzeuge sind ihrer Form nach der jeweiligen Anwendung angepaßt und werden von einem Werker üblicherweise gehalten, z. B. bei der Arbeit an einem Montageband zur KFZ-Montage.The screwing tools shown are of their shape according to the respective application adjusted and are usually held by a worker, e.g. B. at work on an assembly line for car assembly.

Das Steuergerät 2 weist eine Steuereinheit 9 auf. Die Steuereinheit 9 ist mit einer Anzei ge 10, z. B. einer LCD-Anzeige oder einem Bildschirm, und einer Eingabetastatur 11 ver bunden. The control unit 2 has a control unit 9 . The control unit 9 is ge with a display 10 , z. B. an LCD display or a screen, and an input keyboard 11 connected ver.

Die Steuereinheit ist über elektrische Leitungen 12 mit einem Servoverstärker 13 ver bunden. Ferner führt von der Steuereinheit 9 eine Signalleitung 14 zu dem Servover stärker 13. Von dem Servoverstärker 13 führt die elektrische Leitung zu der Schraubvor richtung 4.The control unit is connected to a servo amplifier 13 via electrical lines 12 . Furthermore, a signal line 14 leads from the control unit 9 to the servo amplifier 13 . From the servo amplifier 13 , the electrical line leads to the screw device 4 .

Über die elektrischen Leitungen 12 erfolgt die wesentliche Steuerung des Servoverstär kers (Leistungsversorgung) 13. Über die Signalleitung 14 werden Pulssignale übertra gen, die den über die Leitung 3 an die Schraubvorrichtung 4 abgegebenen elektrischen Strom steuert. Somit bewirkt der Servoverstärker die Leistungsverstärkung des über die Leitung 14 erhaltenen Steuersignals.The main control of the servo amplifier (power supply) 13 takes place via the electrical lines 12 . Pulse signals are transmitted via the signal line 14 , which controls the electrical current delivered via the line 3 to the screwing device 4 . The servo amplifier thus effects the power amplification of the control signal received via line 14 .

Die Steuereinheit 9 kann als Hardware-Schaltung ausgebildet sein bzw. einen Mikropro zessor enthalten, der durch entsprechende Datenverarbeitungsprogramme betrieben wird.The control unit 9 can be designed as a hardware circuit or contain a microprocessor which is operated by corresponding data processing programs.

In dem Steuergerät kann eine Meßvorrichtung 15 vorgesehen sein, die die Pulssignale mißt und anhand dessen das Drehmoment bestimmt.A measuring device 15 can be provided in the control unit, which measures the pulse signals and uses this to determine the torque.

Ferner kann das Steuergerät 9 mit einer Einstellvorrichtung 16 ausgebildet sein, über die die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausenverhältnis einstellbar ist. Meßvorrichtung 15 und Einstelleinrichtung 16 können beispielsweise in dem zugehörigen Datenverarbei tungsprogramm verwirklicht werden.Furthermore, the control device 9 can be designed with an adjusting device 16 , by means of which the pulse frequency and / or the pulse / pause ratio can be set. Measuring device 15 and setting device 16 can be implemented, for example, in the associated data processing program.

In Fig. 2 ist ein prinzipielles Blockschaltbild eines Versuchsaufbaus gemäß einer zwei ten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Gleiche Bezugszeichen haben im we sentlichen die gleiche Funktion wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.In Fig. 2 a basic block diagram of an experimental setup according to a two-th embodiment of the invention is shown. The same reference numerals have essentially the same function as in the first embodiment.

Das Steuergerät 2 ist mit einer regelbaren Stromversorgungseinheit 18 versehen. Die Stromversorgungseinheit 18 ist über elektrische Leitungen 12 mit dem Servoverstärker 13 versehen.The control unit 2 is provided with a controllable power supply unit 18 . The power supply unit 18 is provided with the servo amplifier 13 via electrical lines 12 .

Der Servoverstärker 13 ist über die elektrische Leitung 3 mit der Schraubvorrichtung 4 in Form eines Pistolengriffschraubers verbunden. Die Schraubvorrichtung 4 hat im Griffteil den Elektromotor 5 integriert ausgebildet. Sie weist ein Schraubwerkzeug 6 in Form einer Stecknuß auf, die formschlüssig auf die Schraube 17 aufsteckbar ist. The servo amplifier 13 is connected via the electrical line 3 to the screwing device 4 in the form of a pistol grip screwdriver. The screwing device 4 has the electric motor 5 integrated in the grip part. It has a screwing tool 6 in the form of a socket, which can be positively attached to the screw 17 .

Es ist ein Frequenzgenerator 19 vorgesehen, der als Steuereinheit 9 dient. Der Fre quenzgenerator 19 ist über Leitungen 20 mit der Stromversorgungseinheit 18 verbun den. Die Leitungen 20 führen jeweils vom Frequenzgenerator 19 und der Stromversor gungseinheit 18 zu einer Und-Schaltung 21. Von dieser führt die Signalleitung 14 zu dem Servoverstärker 13 und überträgt die Steuersignale. Der Frequenzgenerator 19 liefert Steuersignale mit einstellbarer Frequenz und einstellbarem Puls/Pausenverhältnis. Dies Steuersignal wird in das von der Stromversorgungseinheit 18 zur Und-Schaltung 21 ge lieferte Startsignal geschaltet.A frequency generator 19 is provided, which serves as control unit 9 . The frequency generator 19 is connected via lines 20 to the power supply unit 18 . The lines 20 each lead from the frequency generator 19 and the power supply unit 18 to an AND circuit 21 . From this, the signal line 14 leads to the servo amplifier 13 and transmits the control signals. The frequency generator 19 supplies control signals with an adjustable frequency and an adjustable pulse / pause ratio. This control signal is switched into the start signal supplied by the power supply unit 18 to the AND circuit 21 .

Die Stromversorgungseinheit 18 kann im Prinzip wie die Steuereinheit 9 von Fig. 1 ausgebildet sein und wahlweise auch eine Meßvorrichtung 15 und eine Einstelleinrich tung 16 beinhalten.The power supply unit 18 can in principle be designed like the control unit 9 of FIG. 1 and optionally also include a measuring device 15 and a setting device 16 .

In Fig. 3 ist in vier übereinander angeordneten Diagrammen der Verlauf der Pulssignale des Startsignals S, eine Pulsweitenmodulation PWM des Servoverstärkers 13, die Dreh zahl D des Motors 5 und der Drehmomentverlauf M des Motors 5 dargestellt. Die vier Diagramme sind durch senkrechte strichpunktierte Linien miteinander verbunden, wobei die strichpunktierten Linien entsprechend gleiche Zeitintervalle kennzeichnen, so daß die zeitliche Kohärenz der Größen erkennbar ist.In Fig. 3, the course of the pulse signals of the start signal S, a pulse width modulation PWM of the servo amplifier 13 , the speed D of the motor 5 and the torque curve M of the motor 5 is shown in four superimposed diagrams. The four diagrams are connected to one another by vertical dash-dotted lines, the dash-dotted lines correspondingly denoting the same time intervals, so that the temporal coherence of the quantities can be seen.

Auf der Abszisse aller Diagramme ist die Zeit t aufgetragen. Auf der Ordinate des Dia gramms ist das Startsignal S aufgetragen. Auf der Ordinate des zweitobersten Dia gramms ist das Startsignal mit einer Pulsweitenmodulation PWM aufgetragen. Auf der Ordinate des zweituntersten Diagramms ist die Drehzahl D des Motors 5 aufgetragen. Auf der Ordinate des untersten Diagramms ist das Drehmoment M des Motors 5 aufge tragen.The time t is plotted on the abscissa of all diagrams. The start signal S is plotted on the ordinate of the diagram. The start signal is plotted with a pulse width modulation PWM on the ordinate of the second uppermost diagram. The speed D of the motor 5 is plotted on the ordinate of the second lowest diagram. On the ordinate of the bottom diagram, the torque M of the motor 5 is carried up.

Wie in dem obersten Diagramm dargestellt, wird das Startsignal S dem Motor 5 in Form von Pulssignalen 22 zugeführt. Jeder Strompuls 22 hat etwa gleiche Höhe. Zwei aufein anderfolgende Pulse sind jeweils durch eine Pulspause 23 voneinander getrennt.As shown in the top diagram, the start signal S is supplied to the engine 5 in the form of pulse signals 22 . Each current pulse 22 has approximately the same height. Two successive pulses are separated from each other by a pulse pause 23 .

Die gesendeten Pulssignale 22 werden, wie im zweiten Diagramm dargestellt, einer kon ventionellen Pulsweitenmodulation unterzogen. Dabei wird jeder Puls entsprechend mo duliert und in einzelne kurze aufeinanderfolgende Signale zerlegt. Diese Pulsweitenmo dulation steuert den Drehmomentanstieg des Motors während eines Pulses. Die Pulspausen 23 zwischen den Pulssignalen 22 bleiben erhalten.The transmitted pulse signals 22 , as shown in the second diagram, are subjected to conventional pulse width modulation. Each pulse is modulated accordingly and broken down into short, consecutive signals. This pulse width modulation controls the increase in torque of the motor during a pulse. The pulse pauses 23 between the pulse signals 22 are retained.

In dem zweituntersten Diagramm ist der Verlauf der Drehzahl D dargestellt. Über die Länge eines einzelnen Pulssignals 22 steigt die Drehzahl steil an. Der Elektromotor be schleunigt. Sobald das Pulssignal 22 endet und die Pulspause 23 eintritt, fällt die Dreh zahl D stark ab. Sie wird deutlich reduziert und fällt bis auf 0. Aus mechanisch dynamischen Gründen fällt das Drehmoment dann kurz unter 0 und steigt danach wieder bis auf etwa 0 an. Am Ende einer Pulspause 23 hat der Motor etwa Drehzahl 0. Erst bei einem neuen Pulssignal 22 steigt die Drehzahl wieder an. Dieser Vorgang wiederholt sich pro Pulssignal und folgender Pulspause. Bei jedem Pulssignal 22 steigt die Dreh zahl D etwa auf den selben Wert an.The course of the speed D is shown in the second bottom diagram. The speed increases steeply over the length of a single pulse signal 22 . The electric motor accelerates. As soon as the pulse signal 22 ends and the pulse pause 23 occurs, the speed D drops sharply. It is significantly reduced and drops to 0. For mechanically dynamic reasons, the torque then drops briefly below 0 and then rises again to about 0. At the end of a pulse pause 23 , the motor has a speed of 0. The speed only increases again with a new pulse signal 22 . This process is repeated for each pulse signal and the following pulse pause. For each pulse signal 22 , the speed D increases to approximately the same value.

Im untersten Diagramm ist der Verlauf des Drehmoments M des Motors dargestellt. Zu Beginn jedes Pulssignals 22 steigt das Moment steil an. Zum Ende des Pulssignales 22 flacht der Drehmomentanstieg ruckartig ab und steigt nur noch leicht. Nach etwa zwei Drittel der Pulspause 23 fällt das Drehmoment auf 0 ab, sinkt leicht unter 0 und steigt bis zu Beginn eines neuen Pulssignals 22 wieder etwas an auf 0. Bei jedem neuen Puls signal 22 steigt das Drehmoment auf einen etwas höheren Wert als beim vorhergehen den Pulssignal 22. Dadurch ergibt sich über die einzelnen Takte ein etwa linearer An stieg des Drehmoments M.The curve of the torque M of the engine is shown in the bottom diagram. At the beginning of each pulse signal 22 , the moment rises steeply. At the end of the pulse signal 22, the torque increase abruptly flattens out and only increases slightly. After about two thirds of the pulse pause 23, the torque drops to 0, falls slightly below 0 and increases up to the beginning of a new pulse signal 22 again slightly to 0. For each new pulse signal 22, the torque rises to a value slightly higher than in the preceding the pulse signal 22 . This results in an approximately linear increase in the torque M over the individual cycles.

Aus dem zeitlichen Verlauf von Steuersignal S, Drehzahl D und Drehmoment M ist die Funktionsweise dieser Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Dem Motor werden durch die Steuereinheit 9 bzw. den Frequenzgenerator 19 elektrische Pulssignale 22 zugeführt, die entsprechend durch zwischengeschaltete Pulspausen 23 getaktet sind. Die Pulspause 23 ist so lang, daß die Drehzahl des Motors in der Pulspause 23 deutlich reduziert wird. Das Pulsen überschreitet die Trägheitsgrenze des Motors, so daß sich die Drehzahl spürbar reduziert. Sie wird bis auf 0 reduziert. Ein neues Pulssignal 22 wird erst bei Erreichen der Drehzahl 0 abgegeben.The mode of operation of this embodiment of the invention can be seen from the time course of control signal S, rotational speed D and torque M. Electrical pulse signals 22 are fed to the motor by the control unit 9 or the frequency generator 19 and are correspondingly clocked by interposed pulse pauses 23 . The pulse pause 23 is so long that the speed of the motor in the pulse pause 23 is significantly reduced. The pulsing exceeds the motor's inertia limit, so that the speed is noticeably reduced. It is reduced to 0. A new pulse signal 22 is only given when speed 0 is reached.

Mit dieser Steuerung wird das Beschleunigungs- und Reaktionsmoment, das vom Wer ker abgefangen werden muß, stark gedämpft. In den Pulspausen kann sich das System von Motor 5 und Schraubwerkzeug 6 entspannen. Wenn die Drehzahl bis auf 0 in einer Pulspause reduziert wird, so gibt der Motor seine Energie komplett an die Schraube 17 ab.With this control, the acceleration and reaction torque, which must be intercepted by the ker, is strongly damped. The system of motor 5 and screwing tool 6 can relax in the pulse pauses. If the speed is reduced to 0 in a pulse pause, the motor delivers its energy completely to the screw 17 .

Durch Messen der Pulse 22 ist eine Drehmomentmessung möglich. Diese kann durch Abstimmung der Pulslängen relativ genau sein.By measuring the pulses 22 , a torque measurement is possible. This can be relatively precise by coordinating the pulse lengths.

Die Pulsfunktion kann ein- und ausschaltbar sein. Es kann z. B. nur ab einem bestimmten Drehmoment oder nur beim Lösen oder nur beim Anziehen einer Schraube "gepulst" werden.The pulse function can be switched on and off. It can e.g. B. only from a certain Torque or only "pulsed" when loosening or only when tightening a screw become.

Das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt im Vergleich zum Stand der Technik nur sehr wenig Wärme.The method according to the invention produces very little compared to the prior art little warmth.

Die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausen-Verhältnis kann während des Schraubab laufes passend eingestellt werden.The pulse rate and / or the pulse / pause ratio can be changed during screwing can be adjusted appropriately.

Das gesamte Verfahren kann in ein Datenverarbeitungsprogramm integriert werden, so daß eine optimale Steuerung und Anpassung an das jeweilige System möglich ist.The entire method can be integrated into a data processing program, so that optimal control and adaptation to the respective system is possible.

Vorteilhafterweise kann die Schraubvorrichtung akku- und/oder batteriebetrieben sein. Weiterhin können in einem solchen Fall Energieversorgung, Steuergerät, Steuereinheit, Elektromotor und/oder Schraubwerkezug eine Einheit bilden.The screwing device can advantageously be battery and / or battery operated. In such a case, the power supply, control unit, control unit, Electric motor and / or screwing tool form a unit.

Claims

1. A method for driving an electric screwing device ( 1 ), wherein a control device ( 2 ) leads an electric motor ( 5 ) electric current in the form of pulse signals ( 22 ) and the motor ( 5 ) generates a torque (M) that a Screwing tool ( 6 ) with a speed (D) for actuating a screw ( 17 ), characterized in that the pulse pause ( 23 ) between two pulse signals ( 22 ) is determined such that the speed (D) of the motor ( 5 ) in the pulse pause ( 23 ) is significantly reduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the speed (D) of the motor ( 5 ) in the pulse pause ( 23 ) is reduced to about 0.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that is pulsed during the loosening of a screw ( 17 ).

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that is pulsed during the tightening of a screw ( 17 ).

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulse pause ( 23 ) is determined abge only on a reduction in the speed (D) only above a certain torque limit.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tuning of the pulse pause ( 23 ) on the reduction of the speed (D) can be switched on and off.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the pulse frequency and / or the pulse / pause ratio during screwing blue fes is set appropriately.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the torque (M) is measured using the detected pulses ( 22 ).

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the pulse length is set according to the accuracy of the torque measurement becomes.

10. Electrical screwing device ( 1 ), in particular for performing the method according to claim 1, with a control device ( 2 ) which is connected to an electric motor ( 5 ) and this electrical current in the form of pulse signals ( 22 ), wherein the motor ( 5 ) is coupled to a screwing tool ( 6 ) and generates a torque (M) that the screwing tool ( 6 ) rotates at a speed (D) for actuating a screw ( 17 ), characterized in that the control device ( 2 ) with a control unit ( 9 ) is connected, which determines the pulse pause ( 23 ) in such a way that the speed (D) of the motor ( 5 ) in the pulse pause ( 23 ) is significantly reduced.

11. Screwing device according to claim 10, characterized in that the control unit ( 9 ) determines the pulse pause ( 23 ) such that the speed (D) in the pulse pause ( 23 ) is reduced to approximately 0.

12. Screwing device according to claim 10 or 11, characterized in that the control unit ( 9 ) can be switched on and off.

13. Screwing device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the control device ( 2 ) is connected to an adjusting device ( 16 ) via which the pulse frequency and / or the pulse / pause ratio can be set.

14. Screwing device according to one of claims 10 to 13, characterized in that a measuring device ( 15 ) connected to the control device ( 2 ) is provided, which measures the torque (M) on the basis of the detected pulses ( 22 ).

15. Screwing device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the electric motor ( 5 ) via a servo amplifier ( 13 ) with the control unit ( 2 ) is connected.

16. Screwing device according to one of claims 10 to 15, characterized, that the screw device is battery and / or battery operated.