DE60128418T2

DE60128418T2 - Angetriebenes Schlagwerkzeug mit Mitteln zum Ermitteln des Schlaggeräusches

Info

Publication number: DE60128418T2
Application number: DE60128418T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Anjo-shi Suzuki; Masahiro Anjo-shi Watanabe
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: EP1136188B1; US20110114346A1; US20060118315A1; EP1136188A2; US20020050364A1; US8210275B2; DE60128418D1; US7036605B2; EP1769887B1; EP1982798A3; US7896098B2; US6607041B2; US20040144552A1; DE60135166D1; EP1769887A1; EP1136188A3; EP1982798A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Kraftwerkzeuge.
Beschreibung der verwandten Technik
Das US-Patent Nr. 5,289,885 beschreibt einen Schlagschraubenschlüssel, der zum Festziehen eines Objekts mit Gewinde wie einer Schraube oder einer Mutter verwendet werden kann. Bei dieser Art von Spannwerkzeug hängt das erzeugte Drehmoment von der Anzahl und der Häufigkeit ab, mit der der Hammer auf einen Amboss schlägt. In dem 885-Patent wird ein Mikrophon verwendet, um das Aufschlaggeräusch des auf den Amboss aufschlagenden Hammerschlags zu ermitteln. Wenn die Anzahl der Hammerschläge auf den Amboss eine vorbestimmte Zahl erreicht, stoppt der Motor die Drehung des Hammers. Somit wird an den Gegenstand mit Gewinde eine geeignete Drehmomentgröße angelegt, indem der Festspannvorgang gestoppt wird, wenn die vorbestimmte Schlaganzahl erreicht worden ist.
Die EP 0 552 990 offenbart ein Kraftwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Zusammenfassung der Erfindung
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Lehren, verbesserte Kraftwerkzeuge zu schaffen. Dies wird durch die vorliegende Erfindung wie in Anspruch 1 definiert erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
Der Geräuschdetektor erzeugt selektiv elektrische Signale auf Basis von Aufschlaggeräuschen, erzeugt jedoch keine elektrischen Signale auf Basis von anderen vom Kraftwerkzeug erzeugten Geräuschen. Ein Prozessor, wie ein Mikroprozessor oder eine CPU, kann die vom Geräuschdetektor erzeugten elektrischen Signale überwachen und die Anzahl der Aufschlaggeräusche zählen. Auf Basis der Anzahl der gezählten Aufschlaggeräusche kann der Prozessor die Hammerantriebsquelle (z.B. einen Motor) steuern, damit sichergestellt ist, dass das passende Drehmoment an den befestigten Gegenstand angelegt wird.
Da der Geräuschsensor eine erhöhte Empfindlichkeit auf Geräusche innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs aufweist, werden durch den Geräuschsensor erzeugte elektrische Signale aufgrund von Frequenzen außerhalb des ausgewählten Frequenzbereichs im wesentlichen reduziert oder eliminiert. Daher können die Hammerschlaggeräusche zuverlässiger erfasst werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht, wobei Teile weggelassen worden sind, eines Schlagschraubenschlüssels gemäß einer ersten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Lehren;
2 ist ein Blockdiagramm eines repräsentativen Schaltkreises für den ersten repräsentativen Schlagschraubenschlüssel;
3 ist ein Blockdiagramm eines weiteren repräsentativen Schaltkreises des ersten repräsentativen Schlagschraubenschlüssels;
4 zeigt drei graphische Darstellungen von Spannungen bei den Knoten A, B, C des Schaltkreises von 3;
5 ist eine repräsentative Drehschalter, die als Einstelleinrichtung bei den vorliegenden Lehren verwendet werden kann;
6 ist eine vergrößerte Ansicht der Drehschalter von 5;
7 ist eine graphische Darstellung der Verwendung eines piezoelektrischen Summers bei einer Situation, bei der Echos unterdrückt worden sind;
8 ist eine graphische Darstellung der Verwendung eines piezoelektrischen Summers bei einer Situation, bei der Echos nicht unterdrückt worden sind;
9 ist eine graphische Darstellung von Vergleichsergebnissen unter Verwendung eines Kondensatormikrophons bei einer Situation, bei der Echos unterdrückt worden sind;
10 ist eine graphische Darstellung von Vergleichsergebnissen unter Verwendung eines Kondensatormikrophons bei einer Situation, bei der Echos nicht unterdrückt worden sind;
11 ist eine Seitenansicht, wobei Teile weggelassen worden sind, eines Schlagschraubenschlüssels;
12 ist ein Blockdiagramm eines repräsentativen Schaltkreises für den zweiten repräsentativen Schlagschraubenschlüssel;
13 zeigt einen repräsentativen Prozess zum Einstellen eines Antriebszustands (Betriebszustands);
14 ist eine Ansicht eines Winkelschraubers und einer Fernsteuerung;
15 ist eine Seitenansicht, wobei Teile weggelassen worden sind, des Winkelschraubers von 14;
16 ist ein Blockdiagramm eines repräsentativen Schaltkreises;
17 ist eine repräsentative Speicherstruktur;
18 ist eine repräsentative Speicherstruktur für das Einstellmodusregister von 17;
19 ist eine repräsentative Speicherstruktur für das Register ,Automatischer Timer-Stopp-Modus' von 17;
20 ist eine repräsentative Speicherstruktur für das Register ,Automatischer Schlag-Zähl-Stopp-Modus' von 17;
21 ist eine Außenfrontansicht einer repräsentativen Fernsteuerung;
22 ist ein Blockdiagramm eines repräsentativen Schaltkreises für die in 21 gezeigte Fernsteuerung;
23 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Einstellen mehrerer Betriebszustände unter Verwendung der in 21 gezeigten Fernsteuerung;
24 zeigt einen detaillierteren Ablauf zum Einstellen mehrerer Betriebszustände;
25 zeigt einen detaillierteren Ablauf zum Rücksetzen mehrerer gespeicherter Werte;
26 zeigt einen detaillierteren Ablauf zum Einstellen von Wartungswarnungen;
27 zeigt einen detaillierteren Ablauf zum Einstellen mehrerer Auto-Stopp-Zustände;
28 zeigt einen Ablauf zum Übertragen von Daten von der Fernsteuerung zum Kraftwerkzeug;
29 zeigt eine Datenstruktur für die übertragenen Daten;
30 zeigt einen Ablauf zum Empfangen von Daten von der Fernsteuerung und zum Verarbeiten der Daten innerhalb des Kraftwerkzeugs;
31 zeigt einen Ablauf zum Bestimmen, ob ein Wartungswarnlevel vor der nächsten geplanten Statusüberprüfung erreicht werden wird; und
32 zeigt einen Ablauf zum Bestimmen, ob eine Wartungswarnung an den Operator abgegeben werden sollte.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung, begrenzt durch das, was in den anhängenden Ansprüchen definiert worden ist.
Die vorliegenden Lehren werden vorzugsweise bei Kraftwerkzeugen verwendet. Wie nachstehend erörtert, werden einige Aspekte der vorliegenden Lehren vorzugsweise bei Festspannwerkzeugen verwendet, und weitere Aspekte der vorliegenden Lehren können ohne Einschränkung bei verschiedenen Kraftwerkzeugen eingesetzt werden. So werden beispielsweise Aufschlaggeräuschdetektoren gemäß den vorliegenden Lehren bevorzugt Anwendung bei Festspannwerkzeugen finden, bei denen Aufschlaggeräusche und/oder Ölpulse erzeugt werden. Um verbesserte Kraftwerkzeuge bereitstellen zu können, können jedoch bei den meisten Kraftwerkzeugen Einrichtungen zum Einstellen des Betriebszustands und Programme für Wartungswarnungen verwendet werden.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren können somit Festspannwerkzeuge wie Schlagschraubenschlüssel und Winkelschrauber bei einer großen Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten verwendet werden, um verschiedene Formen von Befestigungseinrichtungen wie Gewindeschrauben, Schraubenmuttern und/oder Gewindebolzen an einer Arbeitsfläche schnell befestigen zu können. Das Festspannwerkzeug kann einen vom Benutzer zu bedienenden Auslöseschalter aufweisen. Durch Betätigen des Auslöseschalters kann die Motordrehzahl beispielsweise des Schlagschraubenschlüssels gesteuert werden.
Festspannwerkzeuge wie Schlagschraubenschlüssel und Schlagschraubendreher können zum Beispiel einen Hammer enthalten, der von einer Antriebsquelle wie einem elektronischen Motor oder einem pneumatischen Motor drehbar angetrieben wird. Ein Amboss kann an den zu befestigenden Gegenstand gekoppelt werden, indem der Gegenstand gedreht wird. Beispielsweise kann der Gegenstand eine Gewindeschraube oder eine andere Befestigungseinrichtung sein, und eine Werkzeugspitze oder ein Spannfutter kann das durch den Hammer und den Amboss zugeführte Drehmoment an die Befestigungseinrichtung koppeln. Wie weiter nachstehend erörtert, können andere Arten von Festspannwerkzeugen, die als Soft-Schlagschraubenschlüssel oder Soft-Winkelschrauber bekannt sind, eine Öleinheit verwenden, um ein erhöhtes Drehmoment zu erzeugen.
Der Hammer kann entweder zusammen mit dem Amboss drehen, oder der Hammer kann sich getrennt vom Amboss drehen und dann auf den Amboss auftreffen. Der Hammer kann relativ zum Amboss im Leerlauf drehen, wenn der Hammer dem Amboss eine Belastung zugeführt hat, die über einem vorbestimmten Wert liegt. Wenn der Befestigungsgegenstand unter Verwendung einer relativ geringen Belastung in ein Werkstück getrieben wird, dreht sich der Hammer zusammen mit dem Amboss und daher wird der Befestigungsgegenstand kontinuierlich angetrieben. Wenn jedoch der Befestigungsgegenstand ausreichend befestigt worden ist, so dass die dem Amboss durch den Hammer zugeführte Belastung den vorbestimmten Wert übersteigt, dreht sich der Hammer getrennt vom Amboss und trifft auf den Amboss auf, nachdem er über einen vorbestimmten Winkel im Leerlauf gedreht ist. Somit schlägt der Hammer wiederholt auf den Amboss auf, und nach jedem Schlag dreht sich der Amboss leicht. Daraufhin kann das Kraftwerkzeug ein erhöhtes Drehmoment erzeugen, um den Befestigungsgegenstand im Werkstück sicher zu befestigen.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehren hängt das durch das Festspannwerkzeug erzeugte Drehmoment von der Anzahl der Schläge des Hammers auf den Amboss ab. Diese Schläge erzeugen Geräusche, die von einem Geräuschsensor oder -detektor erfasst werden können. Der Geräuschdetektor weist eine Empfindlichkeit für die Spitzenfrequenz der Aufschlaggeräusche auf, um zuverlässige elektrische Signale basierend auf den Aufschlaggeräuschen erzeugen zu können. Beispielsweise erzeugen bevorzugte Geräuschdetektoren elektrische Signale auf der Basis der Aufschlaggeräusche und dämpfen andere Geräusche, die nicht signifikant sind, wie Motorgeräusche und Reflexionsgeräusche. Durch selektives Erfassen der Aufschlaggeräusche kann die Anzahl von Schlägen zuverlässig bestimmt werden. Daraufhin kann das an den Befestigungsgegenstand angelegte Drehmoment ebenfalls durch das Festspannwerkzeug zuverlässig erzeugt werden. Jedoch sind, wie nachstehend erörtert, mehrere Aspekte der vorliegenden Lehren nicht auf derartige Geräuschdetektoren begrenzt und diese Aspekte werden im Folgenden erörtert werden.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Lehren können Festspannwerkzeuge einen Amboss und einen Hammer enthalten, der auf den Amboss auftreffen und ihn dadurch drehen kann. Es können Einrichtungen zum Erfassen der Aufschlaggeräusche des Hammers auf den Amboss vorgesehen sein und können einen Empfänger enthalten, der Geräusche innerhalb eines ausgewählten Frequenzbereichs in elektrische Signale umwandeln kann. Vorzugsweise sind die auf der Basis der Geräuschfrequenzen innerhalb des ausgewählten Frequenzbereichs erzeugten elektrischen Signale größer als die auf der Basis von Geräuschfrequenzen erzeugten elektrischen Signale, die sich außerhalb des ausgewählten Frequenzbereichs befinden. Ein Prozessor oder eine andere Zähleinrichtung kann die Anzahl der Hammerschläge zählen, die auf der Anzahl der durch den Geräuschsensor oder einer anderen Erfassungseinrichtung erzeugten elektrischen Signale basiert. Wenn die Anzahl der Hammerschläge eine Anzahl erreicht, die zu einem vorab gewählten Drehmoment passt (d.h. der Bediener kann das gewünschte Drehmoment vor Beginn des Befestigungsvorgangs wählen), kann der Festspannvorgang beendet werden. Zum Beispiel kann ein Prozessor oder eine andere Einrichtung zum Steuern einer Antriebsquelle, z.B. ein Mo tor, vorgesehen sein, um den Hammer zu drehen und um die Motordrehung zu stoppen, wenn die passende Anzahl von Aufschlaggeräuschen von der Detektoreinrichtung (z.B. dem Geräuschsensor) erfasst worden ist.
Der gewählte Frequenzbereich enthält die Spitzenfrequenz der Aufschlaggeräusche. Der Geräuschdetektor enthält ein piezoelektrisches Element. Gemäß der vorliegenden Beschreibung soll „piezoelektrisches Material" ein Material bedeuten, das elektrische Signale erzeugt, wenn Druck von Geräuschwellen ein Vibrieren des piezoelektrischen Materials bewirkt. Die Geräuschwellen können entweder direkt auf das piezoelektrische Material oder auf eine Membran auftreffen, die das piezoelektrische Material berührt.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Lehren ist ein Geräuschsensor vorgesehen, der Hammerschlaggeräusche selektiv in elektrische Signale umwandelt. Ein Komparator kann an den Geräuschsensor und ein Referenzsignal gekoppelt sein. Wenn das elektrische Signal vom Geräuschsensor größer ist als das Referenzsignal, kann sich die Ausgabe des Komparators ändern. Es kann ein Prozessor oder ein anderer ähnlicher Schaltkreis vorgesehen sein, um die Ausgabeänderungen des Komparators und dadurch die Anzahl der Hammerschläge zu zählen. Der Prozessor oder die andere Steuereinrichtung kann dann die Hammerantriebsquelle (z.B. einen Motor) steuern, um die Antriebsquelle zu stoppen, nachdem eine gewählte Anzahl von Schlägen erfasst worden ist. Somit kann der Befestigungsgegenstand mit einem präzisen Drehmoment zuverlässig festgespannt werden.
Der Geräuschsensor kann ein piezoelektrischer Summer sein, dessen Spitzenfrequenzbereich im Wesentlichen dem Spitzenfrequenzbereich der Hammerschlaggeräusche gleich ist. In gewissen Situationen werden innerhalb des Festspannwerkzeugs erzeugte Aufschlaggeräusche ausgegeben und dann vom Werkstück reflektiert. Daraufhin könnte der Geräuschsensor die Reflexionsechos erfassen und es könnten fälschlicherweise Schlagsignale erzeugt werden. In Situationen, bei denen Reflexionsechos ein spezielles Problem sind, verwendet das Festspannwerkzeug vorzugsweise einen Geräuschsensor mit engem Empfindlichkeitsbereich, wie es nachstehend noch erläutert wird. Wenn Reflexionsechos jedoch kein Problem sind, entweder, weil die Aufschlaggerausche relativ sanft sind oder weil nicht erwartet wird, dass bei dem bestimmten Werkstück die Reflexion von Echos signifikant ist, können verschiedene Geräuschsensoren verwendet werden und die Art des Geräuschsensors ist nicht speziell eingeschränkt.
Erste detaillierte repräsentative Ausführungsform
1 zeigt eine erste detaillierte repräsentative Ausführungsform der vorliegenden Lehren, die ein Schlagschraubenschlüssel 1 mit einem Motor 22 ist, der in einem Gehäuse 3 angeordnet ist. Ein Getriebe 19 ist an einer Ausgangswelle 20 angeordnet, die an einen Motor 22 gekoppelt ist. Das Getriebe 19 greift in eine Vielzahl von Planetenrädern 12 ein, die drehbar auf einen Stift 14 angebracht sind. Ein Getriebe mit Innenverzahnung 16 ist im Innenzahnradgehäuse 18 angeordnet und greift in den Stift 14 ein. Die Getriebe können die Antriebsgeschwindigkeit einer (nicht dargestellten) Werkzeugspitze reduzieren. Ferner greift der Stift 14 in das Planetenrad 12 ein und kann fest an einer Spindel 8 befestigt werden, die drehbar im Gehäuse 3 angebracht ist.
Die Spindel 8 kann drehbar vom Motor 22 unter Verwendung eines Untersetzungsmechanismus, der die Getriebe 12, 16 enthält, angetrieben werden, und ein Hammer 4 ist drehbar an der Spindel 8 angebracht. Ein Nockenmechanismus, der eine Vielzahl von Ausnehmungen 8a und innerhalb der Ausnehmungen 8a angeordneten Lager 6 aufweist, ist zwischen dem Hammer 4 und der Spindel 8 angeordnet. Die Ausnehmungen 8a sind in der Spindel 8 in einer V-Form gebildet und verlaufen somit schräg relativ zur Längsachse der Spindel 8. Der Nockenmechanismus erlaubt es dem Hammer 4, sich um eine vorbestimmte Strecke in Längsrichtung entlang der Spindel 8 zu bewegen. Eine Druckfeder 10 ist über dem Lager 51 und der Unterlegscheibe 49 zwischen dem Hammer 4 und der Spindel 8 so angeordnet, dass sie den Hammer 4 normalerweise nach rechts in 1 vorspannt.
Der Amboss 2 ist drehbar am vorderen Ende des Gehäuses 3 angebracht und wirkt mit dem Hammer 4 zusammen, um ein Befestigungsdrehmoment zu erzeugen. Der vordere Teil 2a des Ambosses 2 kann einen polygonalen Querschnitt aufweisen, der so angepasst ist, dass die (nicht dargestellte) Werkzeugspitze angebracht werden kann. Die Werkzeugspitze kann dann in die Befestigungseinrichtung eingreifen, um die Befestigungseinrichtung in das Werkstück zu treiben. Das hintere Ende des Ambosses 2 weist vorzugsweise zwei Vorsprünge 2b, 2c auf, die sich radial vom Amboss 2 erstrecken. Der vordere Teil des Hammers 4 weist vorzugsweise ebenfalls zwei Vorsprünge 4b, 4c auf, die sich radial vom Hammer 4 erstrecken. Die Vorsprünge 2b, 2c und die Vorsprünge 4b, 4c sind so angepasst, dass sie aneinander stoßen.
Wenn die Befestigungseinrichtung mit relativ niedrigem Drehmoment festgezogen wird, ist die von den Vorsprüngen 4b, 4c zu den Vorsprüngen 2b, 2c übertragene Kraft sowie die durch die Spindel 8 über die Lager 6 an den Hammer 4 angelegte Kraft relativ gering. Folglich berührt der Hammer 4 den Amboss 2 aufgrund der Vorspannkraft der Feder 10 kontinuierlich. Da die Rotation der Spindel 8 kontinuierlich über den Hammer 4 zum Amboss 2 übertragen wird, wird die Befestigungseinrichtung kontinuierlich festgezogen.
Wenn jedoch das Festspanndrehmoment größer wird, wird die von den Vorsprüngen 4b, 4c zu den Vorsprüngen 2b, 2c übertragene Kraft sowie die durch die Spindel 8 über die Lager 6 an den Hammer 4 angelegte Kraft größer. Folglich wird eine Kraft, die den Hammer 4 rückwärts entlang der Spindel 8 drängt, größer. Wenn die durch den Hammer 4 an den Amboss 2 angelegte Kraft eine vorbestimmte Kraft übersteigt (d.h. eine Schwellenwertkraft), bewegt sich der Hammer 4 rückwärts und die Vorsprünge 4b, 4c lösen sich von den Vorsprüngen 2b, 2c. Daher dreht sich der Hammer 4 relativ zum Amboss 2 im Leerlauf (d.h. es wird keine Kraft vom Hammer 4 zum Amboss 2 für einen Teil der Rotation übertragen). Während jedoch die Vorsprünge 4b, 4c über den Vorsprüngen 2b, 2c laufen, bewegt sich der Hammer 4 aufgrund der Vorspannkraft der Feder 10 vorwärts. Daraufhin schlägt bzw. trifft der Hammer 4 nach jeder Rotation in einem vorbestimmten Winkel auf den Amboss 2 auf. Durch Ändern des Betriebs des Festspannwerkzeugs, so dass der Hammer 4 wiederholt auf den Amboss 2 auftrifft, erhöht sich das an die Befestigungseinrichtung angelegte Drehmoment mit Erhöhen der Anzahl von Schlägen.
Der Griff 3a ragt vom Gehäuse 3 abwärts. Durch den Schalter 48 wird der Motor 22 gestartet, und durch den Schalter 24 wird die Drehrichtung des Motors 22 geändert. Sowohl der Schalter 48 als auch der Schalter 24 können am Griff 3a angebracht sein.
Eine repräsentative Steuervorrichtung kann das Einstellteil 34 enthalten, und der Steuerschaltkreis 36 ist im unteren Bereich des Griffs 3a angebracht. Das Einstellteil 34 kann im unteren Teil des Griffs 3a angebracht sein und kann von einem Bediener betätigt werden, um eine Zahl einzugeben, wenn die Batterie 122 vom Schlagschraubenschlüssel 1 getrennt wird. Vorzugsweise ist die Batterie 122 ein wieder aufladbarer Batteriesatz, der herausnehmbar im Boden des Griffs 3a befestigt werden kann. Somit können zufällige Änderungen der Einstellzahl verhindert werden, da das Einstellteil 34 während des normalen Betriebs von der Batterie 122 verdeckt ist. Weitere Komponenten wie ein Mikrocomputer 38 und ein Schalter 40 können ebenfalls am Steuerschaltkreis 36 angebracht sein. Ein Summer 30 (Empfänger) kann zum Umwandeln von Aufschlaggeräuschen in elektrische Signale verwendet werden und kann auch am Steuerschaltkreis 36 angebracht sein. Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Lehren kann der Schalter 40 zum Beispiel ein Transistor sein und der Summer 30 kann zum Beispiel ein piezoelektrischer Summer sein. Es können jedoch bei den vorliegenden Lehren weitere Empfänger 30 verwendet werden, einschließlich Kondensatormikrophone ohne Einschränkung, wie sie nachfolgend weiter erörtert werden.
Ein repräsentatives Schaltungsdiagramm für die Steuervorrichtung des Festspannwerkzeugs 1 wird mit Bezug auf die 2-4 erklärt. Wie in 2 gezeigt, kann ein Mikrocomputer 38 vorzugsweise eine CPU 110, einen ROM 118, einen RAM 120 und eine E/A (Schnittstelle) 108 aufweisen. Diese Komponenten können vorzugsweise auf einem einzelnen Halbleiterchip (IC) integriert sein. Der ROM 118 kann vorzugsweise Steuerprogramme zum Betätigen des Motors 22 speichern. Diese Steuerprogramme können Signale vom Summer 30 verwenden, damit die Steuerprogramme durchgeführt werden können.
Der Summer 30 kann über den Filter 102 mit einem Anschluss des Komparators 104 verbunden sein. Ein Referenzspannungsgenerator 112 erzeugt eine Spannung V3, die an den anderen Anschluss des Komparators 104 gekoppelt ist. Der Ausgang des Komparators 104 ist an den Mikrocomputer 38 gekoppelt. Die Batterie 122 kann dem Motor 22 über den Schalter 40 Strom zuführen, und der Schalter 24 kann zum Ändern der Drehrichtung des Motors 22 verwendet werden. Der Schalter 40 ist vorzugsweise über den ersten Schaltkreis 114 an den Mikrocomputer 38 gekoppelt. Das Einstellteil 34 ist ebenfalls an den Mikrocomputer 38 gekoppelt. Der Schalter 40 steuert den Betrieb des Motors 22.
3 zeigt eine repräsentative Detektorschaltung für Aufschlaggeräusche, die bei diesem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Lehren den piezoelektrischen Summer 30 enthalten kann. Der Summer 30 kann über den Widerstand R1 an eine 12V-Stromversorgung gekoppelt sein, und der Summer 30 kann ebenfalls an einen Anschluss eines Kondensators C1 gekoppelt sein. Der andere Anschluss des Kondensators C1 kann an einen Anschluss des Komparators 104 gekoppelt sein, und der andere Anschluss des Komparators 104 ist an die Referenzspannung Vref angeschlossen, die durch den in 2 dargestellten Spannungsgenerator 112 erzeugt werden kann. Ein Knoten B (zwischen Kondensator C1 und Komparator 104) ist über die Diode D3 an Masse gelegt und ist über die Diode D2 auch an eine SV-Stromversorgung gekoppelt. Ein Knoten D ist an die Diode D1, den Transistor TR und die Widerstände R3 und R4 gekoppelt. Das in
3 gezeigte Summersignal kann durch einen Mikrocomputer 38 erzeugt werden und dieses Signal wird in die Basis des Transistors TR eingegeben. Der Emitteranschluss des Transistors TR kann an Masse gelegt sein. Das Signal des Summers wird verwendet, damit der Summer 30 ein Geräusch wie beispielsweise einen Warnton ausgibt und wird nachstehend genauer beschrieben.
Ein repräsentatives Verfahren zum Betreiben des in 3 gezeigten Schaltkreises wird nun erläutert. Wenn durch den auf den Amboss 2 auftreffenden Hammer 4 Aufschlaggeräusche erzeugt werden, bewirken die Aufschlaggeräusche, dass der Summer 30 die Aufschlaggeräusche in elektrische Signale umwandelt, d.h. die in 4(A) gezeigte Spannung V1. Das in 4(A) gezeigte Signal ist eine Wechselstromwelle, die eine Spitze aufweist, wenn ein Aufschlaggeräusch erfasst wird. Diese Spitze wird der Referenzspannung Vb überlagert, die von der geteilten 12V-Stromversorgung subtrahiert wird. Gleichstromkomponenten und negative Spannungskomponenten in dem in 4(A) gezeigten Signal werden jeweils durch den Kondensator C1 und die Diode D3 gefiltert. 4(B) zeigt das gefilterte Signal bei Knoten B. Dieses Signal wird in den Komparator 104 eingegeben und mit der Referenzspannung V3 verglichen. Wenn die Spannung V2 über der Spannung V3 liegt, ändert sich der Ausgang des Komparators 104. Wenn andererseits die Spannung V2 unter der Spannung V3 liegt, ändert sich der Ausgang des Komparators 104 nicht. 4(C) zeigt den Ausgang des Komparators 104 auf Basis des Eingangssignals von 4(B), der im Wesentlichen eine quadratische Welle ist. Der Ausgang des Komparators 104 ist an den Mikrocomputer 38 gekoppelt, und der Mikrocomputer 38 zählt vorzugsweise die Anzahl quadratischer Wellen, um die Schläge des Hammers 4 auf den Amboss 2 zu zählen.
Wenn sich der Mikrocomputer 38 in einem Modus zum Erfassen von Aufschlaggeräuschen befindet, lässt der Mikrocomputer 38 den Transistor TR in einem AUS-Modus. Daher ist der Knoten D nicht über den Transistor TR an Masse gelegt. Jedoch kann, wie vorstehend erwähnt, der Summer 30 auch zum Erzeugen von Geräuschen verwendet werden. Wenn z.B. das Festspannwerkzeug eine Warnfunktion enthält (wie nachstehend erörtert), um den Bediener vor einem möglichen Fehlbetrieb zu warnen, kann der Summer 30 einen Warnton erzeugen. In diesem Fall kann der Mikrocomputer 38 ein Summersignal (entsprechend dem Impulssignal) an den Transistor TR ausgeben und dadurch den Transistor TR abwechselnd auf EIN oder AUS vorspannen. Folglich wechselt die Spannung bei Knoten A zwischen 12V und Masse, wobei diese Wechselspannung bewirkt, dass der Summer 30 ein Geräusch abgibt.
Vorzugsweise ist der Summer 30 so gewählt, dass er eine Spitzenfrequenz aufweist, die der Spitzenfrequenz der Aufschlaggeräusche des auf den Amboss 2 auftreffenden Hammers 4 entspricht. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein piezoelektrischer Keramiksummer verwendet (insbesondere mit der Teilenummer PKM22EPP-4001 von der Murata Manufacturing Co., Ltd.). Dieser spezielle piezoelektrische Summer gibt Geräusche innerhalb eines engen Frequenzbereichs ab, der um 4kHz liegt. Das heißt, die Spitzenfrequenz des Geräuschdruckpegels des ausgegebenen Geräuschs beträgt ungefähr 4 kHz. Wenn dieser piezoelektrische Summer als ein Empfänger zum Umwandeln von Aufschlaggeräuschen in elektrische Signale verwendet wird, wandelt der piezoelektrische Summer Geräusche innerhalb des speziellen engen Frequenzbereichs (ein enger Frequenzbereich, der um 4 kHz liegt) in elektrische Signale um. Geräuschfrequenzen außerhalb dieses engen Frequenzbereichs werden abgeschwächt.
Folglich sind bevorzugte piezoelektrische Keramiksummer dadurch gekennzeichnet, dass sie eine piezoelektrische Keramikplatte enthalten und Elektroden an der der Keramikplatte gegenüber liegenden Seite angeordnet sind. Die Keramikplatte wird unter Verwendung eines leitfähigen Klebers an einer Metallplatte (z.B. Messing, rostfreier Stahl) befestigt. Miteinander definieren die Keramikplatte und die Metallplatte eine Membran, und die Membran kann unter Verwendung von zum Beispiel einer Knotenmontage in einen Resonanzhohlraum angebracht sein.
Die Empfänger können dadurch gekennzeichnet sein, dass sie eine Einzelspitzenfrequenz aufweisen. Im Rahmen von 10% an jeder Seite der Spitzenfrequenz wird die Ansprechbarkeit des Empfängers vorzugsweise um wenigstens 50% reduziert. Wenn zum Beispiel die Spitzenfrequenz des Empfängers 4 kHz beträgt, liegt die Ansprechbarkeit auf eine Frequenz von 3,6 kHz und eine Frequenz von 4,4 kHz um wenigstens 50% unter der Ansprechbarkeit auf eine Frequenz von 4 kHz. Bei Frequenzen unter 3,6 kHz und über 4,4 kHz wird die Ansprechbarkeit weiter reduziert (gedämpft). Somit sind Empfänger der vorliegenden Lehren innerhalb eines engen Frequenzbereichs besonders ansprechbar und reagieren auf Geräuschfrequenzen außerhalb des engen Frequenzbereichs relativ unempfindlich. Die Spitzenfrequenz des Empfängers ist im Wesentlichen der Frequenz der Aufschlaggeräusche gleich. Wie nachstehend mit Bezug auf das zweite Vergleichsbeispiel erörtert, kann der Empfänger so gewählt sein, dass er im wesentlichen der Spitzenfrequenz einer Öleinheit, die Ölimpulse erzeugt, entspricht, auch wenn vorteilhafter Weise bei den Vergleichsbeispielen andere Empfänger verwendet werden können.
Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, dass piezoelektrische Summer irgendeine innere Schaltung aufweisen. Das heißt, der Komparator 104 empfängt Signale vorzugsweise direkt von Elektroden, die an das piezoelektrische Material gekoppelt sind. Ferner ist der Transistor TR direkt an den Summer 30 gekoppelt, um zu bewirken, dass der Summer 30 Geräusche auf Basis von Summersignalen vom Mikrocomputer 38 abgibt.
Um ein gewünschtes Drehmoment auszuwählen, das an den Befestigungsgegenstand angelegt werden soll, stellt der Bediener das Drehmoment ein, und der Mikroprozessor 38 stoppt den Motor 22, wenn die gezählte Anzahl von Schlägen eine Zahl erreicht, die dem vom Bediener eingestellten vorab gewählten Drehmoment entspricht. Der Vorgang wird so lange wiederholt, bis der Hauptschalter 48 eingeschaltet wird, und wird beendet, wenn der Hauptschalter 48 ausgeschaltet wird. Der Vorgang wird erneut gestartet, wenn der Hauptschalter 48 wieder eingeschaltet wird.
Das Einstellteil 34, das nicht Teil der Erfindung ist, kann ein Drehschalter oder ein Satz von Drehschaltern sein, die im Boden des Griffs 3a angebracht sind. 5 zeigt das Festspannwerkzeug entlang der in 1 gezeigten Linie II und zeigt somit den Bodenbereich des Festspannwerkzeugs 1 in der Situation, bei der die Batterie 122, die vorzugsweise ein wiederaufladbarer Batteriesatz sein kann, vom Festspannwerkzeug entfernt worden ist. 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Einstellteils 34, wobei der erste Drehschalter 33 und der zweite Drehschalter 35 im Einstellteil 34 angeordnet sind. Der erste Drehschalter 33 kann numerische (z.B. 0 bis 9) und alphabetische Anzeigen (z.B. A bis F) aufweisen. Daher sind 160 Kombinationen für Einstellzustände (z.B. von [00] bis [F9]) möglich, indem das Einstellteil 34 verwendet wird. Vertiefungen 34a zum Verstellen sind im ersten und zweiten Drehschalter 33, 35 vorgesehen. Somit kann die gewünschte Zahl eingestellt werden, indem die Kante eines Schraubendrehers oder ein anderer flacher Gegenstand eingesetzt und die Verstellvertiefung 34a gedreht wird. Da das Einstellteil 34 nur zugänglich ist, wenn die Batterie 122 vom Kraftwerkzeug 1 entfernt worden ist, wird der Benutzer daran gehindert, die Einstellbedingungen bei Betrieb unabsichtlich zu ändern.
Wie in 5 gezeigt, sind Elektroden 42 am Boden des Gehäuses 3 angeordnet und die Elektroden 42 können (nicht dargestellte) Elektroden berühren, die an die Batterie 122 angeschlossen sind, wenn sie eingesetzt ist.
Ein repräsentatives Verfahren für die Anwendung des Mikrocomputers 38 und verschiedene Modi für den Betrieb des Festspannwerkzeugs 1, das nicht Teil der Erfindung ist, wird nun erläu tert. Beispielsweise können unter Verwendung des Einstellteils 34 verschiedene Betriebszustände für das Kraftwerkzeug eingestellt werden. Diese Betriebszustände enthalten einen Einstellmodus für das Drehmoment (d.h. einen Einstellmodus für die Anzahl der Schläge), einen Modus für temporare Befestigung, einen Lösemodus u.dgl., wobei sie nicht darauf begrenzt sind. Folglich kann das Einstellteil 34 zum Einstellen des Betriebszustands für das Kraftwerkzeug für einen speziellen Betrieb verwendet werden. Danach kann das Kraftwerkzeug gemäß der speziellen Einstellung so lange benutzt werden, bis der Betriebszustand rückgesetzt wird. Dieses Merkmal erlaubt es dem Bediener, das Kraftwerkzeug in jedem speziellen Betriebszustand (Situation) zuverlässig zu benutzen und verbessert dadurch die Leistung des Bedieners. Im Folgenden werden detaillierte repräsentative Betriebsmodi beschrieben, natürlich sind jedoch weitere Betriebsmodi denkbar. Das Einstellteil 34 kann zum Einstellen einer Vielzahl von Betriebszuständen verwendet werden, einschließlich Betriebszuständen, die der Kürze halber hier nicht speziell offengelegt worden sind. Darüber hinaus können weitere Einstelleinrichtungen wie Geräuschsensor, Tastenfeld, Fernsteuerung, externe Vorrichtung u.dgl., die nachstehend beschrieben werden, für die Einstellung der folgenden repräsentativen Betriebszustände verwendet werden.
(1) Einstellmodus für die Anzahl von Schlägen (Festspann-Betriebsmodus) (nicht Teil der Erfindung)
Bei einem ersten Betriebsmodus für das Festspannwerkzeug 1 kann die angezeigte Zahl des ersten Drehschalters 33 am Einstellteil 34 zwischen 0 und 9 eingestellt sein. Der Mikrocomputer 38 bestimmt, dass ein Festspannvorgang durchgeführt wird, und es wird durch das Einstellteil 34 eingestellt, wie oft der Hammer 4 auf den Amboss 2 auftreffen wird. Der Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis der Hauptschalter 48 eingeschaltet wird, und wird beendet, wenn der Hauptschalter 48 ausgeschaltet wird. Der Festspannvorgang startet erneut, wenn der Hauptschalter 48 wieder eingeschaltet wird. Vorzugsweise bestimmt die Anzahl der Schläge die Drehmomentgröße, die an die Befestigungseinrichtung angelegt wird. Wenn der Bediener folglich das angelegte Drehmoment vorab festlegen möchte, wird das Einstellteil 34 zum Einstellen einer vorab festgelegten Anzahl von Schlägen verwendet. Danach wird das Festspannwerkzeug 1 gemäß der vorbestimmten Anzahl von Schlägen, die im Mikrocomputer 38 programmiert worden ist, betätigt. Ein repräsentatives Verfahren zum Programmieren des Mikrocomputers 38 wird nachstehend beschrieben.
Nachdem der Hauptschalter 48 eingeschaltet (betätigt) worden ist, wird die unter Verwendung des Einstellteils 34 eingestellte Zahl vom Mikrocomputer 38 gelesen und als Variable [xy] im RAM 120 gespeichert. Bei diesem Beispiel bedeutet „xy" eine zweistellige Zahl, wobei „x" Einheiten von 10 und y Einheiten von „1" repräsentiert. Somit wird die Zahl 53 als x gleich 5 und y gleich 3 repräsentiert. Danach stellt der Mikrocomputer 38 fest, ob der unter Verwendung des Einstellteils 34 eingestellte Wert „00" ist (I-Modus). Wenn der durch das Einstellteil 34 eingestellte Wert „00" ist, ist die Anzahl der Schläge 0, und der Motor 22 wird sich selbst dann nicht drehen, wenn der Hauptschalter 48 eingeschaltet (betätigt) wird. Somit kann die Eingabe von „00" in das Einstellteil 34 verwendet werden, um festzustellen, ob das Einstellteil 34 korrekt arbeitet.
Wenn der eingestellte Wert nicht „00" ist, geht der Vorgang weiter und der Mikrocomputer 38 stellt fest, ob der eingestellte Wert „99" ist. Wenn der Wert „99" eingestellt ist (II-Modus), schaltet (betätigt) der Mikrocomputer 38 den Schalter 40 ein. Folglich wird dann, wenn der Wert „99" eingestellt ist, der Motor 22 so lange angetrieben, wie der Hauptschalter 48 eingeschaltet (betätigt) ist. Durch Einstellen des Werts „99" kann der Bediener einen kontinuierlichen Festspannvorgang durchführen.
Wenn irgendein Wert zwischen „00" und „99" eingestellt ist (III-Modus), stellt der Mikrocomputer 38 fest, ob der Schalter 24 für die Motordrehrichtung auf Vor- oder Rücklauf eingestellt ist. Eine derartige Bestimmung kann durchgeführt werden, indem eine Spannung an einer Zufuhrleitung erfasst wird, die den Schalter 24 mit dem Schalter 40 verbindet, da sich diese Spannung als Antwort auf eine Zustandsänderung des Schalters 24 ändert. Wenn der Mikrocomputer 38 feststellt, dass der Schalter 24 auf Rücklauf eingestellt ist, treibt der Motor 22 die (nicht dargestellte) Werkzeugspitze so lange an, bis der Hauptschalter 48 ausgeschaltet wird. Der Rücklauf kann zum Beispiel zum Lösen oder Entfernen einer Schraube von einem Werkstück verwendet werden.
Wenn andererseits der Mikrocomputer 38 feststellt, dass der Schalter 24 auf Vorlauf eingestellt ist, berechnet der Mikrocomputer 38 einen Wert Z auf der Basis der eingestellten Zahl, die vorher als Zahl „xy" eingegeben worden ist. Beispielsweise kann das Einstellteil 34 die Zahl „xy" zum RAM 120 übertragen, und der Mikrocomputer 38 kann den RAM 120 lesen, um „xy" bestimmen zu können. Z kann auf der Basis der folgenden repräsentativen Gleichung berechnet werden: Z = 2([x × 10] + y) + 1
Wenn zum Beispiel die im Einstellteil 34 eingegebene Einstellzahl „50" ist, (d.h. x gleich 5 und y gleich 0 ist), beträgt die durch diese Gleichung festgelegte Anzahl an Schlägen 101. Nachdem die vorab eingestellte Anzahl an Schlägen im RAM 120 gespeichert worden ist, wird der Schalter 40 eingeschaltet, um die Rotation des Motors 22 zu starten. Der Summer 30 ist bereit, Aufschlaggeräusche zu erfassen, und wenn ein Aufschlaggeräusch erfasst wird, gibt der Summer 30 ein Signal an den Komparator 104 aus.
Wenn der Mikrocomputer 38 an seinem Eingangsport das vom Komparator 104 ausgegebene Impulssignal erfasst, zieht die CPU 110 „1" von der vorher eingestellten, im RAM 120 gespeicherten Anzahl von Schlägen ab. Danach entscheidet der Mikrocomputer 38, ob das Ergebnis der Subtraktion um „1" „0" ergeben hat. Wenn das Ergebnis „0" ist, wird der Schalter 40 ausgeschaltet, um die Rotation des Motors 22 zu stoppen. Wenn das Ergebnis nicht „0" ist, wird der Vorgang so lange wiederholt, bis das Ergebnis „0" ist. Daher wird die Rotation des Motors 22 gestoppt, wenn die gezählte Anzahl erfasster Schläge des Hammers 4 auf den Amboss 2 die eingestellte Zahl erreicht.
Die vorstehende Beschreibung betrifft den Fall, bei dem die angezeigte Zahl auf dem ersten Drehschalter 33 von „0" bis „9" ausgewählt wird (vorher eingestellter Schlaganzahlmodus). Wenn der erste Drehschalter auf einen Buchstaben zwischen „A" bis „F" eingestellt ist, sind verschiedene andere Betriebsvorgänge möglich.
Wenn zum Beispiel „A" auf dem ersten Drehschalter 33 eingestellt ist (der zweite Drehschalter kann jede Zahl zwischen „0" bis „9" zeigen), wird der Motor 22 deaktiviert (abgeschaltet) und daher wird keine Antriebskraft für irgend eine Situation bereitgestellt. Folglich kann ein versehentliches Einstellen des Antriebszustands durch Benutzer vermieden werden. Ferner können Verwechslungen und Fehler beim Einstellen des Betriebsmodus [B] und anderer Einstellmodi vermieden werden.
Natürlich sind alle für diese Ausführungsform und die folgenden Ausführungsformen beschriebenen Zahlen, Buchstaben und Werte nur repräsentative Beispiele und es sind für diese Zahlen, Buchstaben und Werte verschiedene Modifikationen möglich, um im wesentlichen das gleiche Ergebnis erzielen zu können.
(2) Temporärer Festspannbetrieb (nicht Teil der Erfindung)
Wenn der Buchstabe [B] am ersten Drehschalter 33 eingestellt ist (TV-Modus), kann ein temporärer Festspann-Betrieb durchgeführt werden. Bei dem temporären Festspannmodus darf das Festspanndrehmoment für die Befestigungseinrichtung nicht zu stark sein, um die Befestigungseinrichtung nur vorübergehend festzuziehen. Wenn jedoch der Motor 22 zu spät stoppt, kann die Befestigungseinrichtung zu stark angezogen werden. Wenn andererseits der Motor 22 zu früh stoppt, kann die Befestigungseinrichtung zu locker sein.
Folglich bewirkt die Einstellung [B] am ersten Drehschalter 33, dass das Festspannwerkzeug im temporären Festspannbetriebsmodus arbeitet. Wenn der Hauptschalter 48 eingeschaltet (betätigt) wird, erkennt der Mikrocomputer 38, ob der Schalter 24 für die Motordrehrichtung auf Vorwärts- oder Rückwärtslauf eingestellt ist. Wenn der Schalter 24 auf Vorwärtslauf eingestellt ist, wird die erfasste Zeit vom ersten Auftreffen des Hammers 4 auf den Amboss 2 bis zur Stoppzeit des Motors 22 aus der Zahl [y] erhalten, die am zweiten Drehschalter 35 eingestellt ist (genauer gesagt, [y] × 0,1 Sekunden). Diese Information wird im RAM 120 gespeichert.
Danach gibt der Mikrocomputer 38 ein geeignetes Antriebssignal für die Drehung des Motors 22 aus. Wenn ein Impulssignal vom Komparator 104 erhalten wird, dreht sich der Motor 22 kontinuierlich über die im RAM 120 gespeicherte Zeit und hört auf sich zu drehen, wenn der Zeitraum abgelaufen ist. Daher wird bei dem temporären Festspannmodus selbst dann, wenn der Benutzer den Hauptschalter 48 versehentlich zu lange eingeschaltet lässt, die Rotation des Motors 22 automatisch gestoppt, nachdem der bestimmte Zeitraum ab dem ersten Auftreffen des Hammers 4 auf den Amboss 2 vergangen ist. Somit kann der temporare Festspannbetrieb effektiv und zuverlässig durchgeführt werden.
Wenn der Schalter 24 für die Motordrehrichtung auf Rücklauf eingestellt ist, wird der Motor 22 durch den Hauptschalter 48 betätigt und dreht sich so lange, bis der Hauptschalter 48 ausgeschaltet wird. (Die automatische Stoppfunktion für die Schlagzählung ist nicht aktiv.)
(3) Demontagebetrieb (nicht Teil der Erfindung)
Wenn der Buchstabe [C] am ersten Drehschalter 33 gewählt ist (V-Modus), kann ein Demontage-Betriebsmodus durchgeführt werden. Bei einem Demontagevorgang muss eine festgezogene Befestigungseinrichtung gelöst werden, um die Befestigungseinrichtung vom Werkstück zu lösen. Wenn der Lösevorgang begonnen hat, schlägt der Hammer 4 stark auf den Amboss 2 auf, und diese Schlagkraft löst die Befestigungseinrichtung. Wenn die Befestigungseinrichtung ausreichend gelöst worden ist, schlägt der Hammer 4 nicht auf den Amboss 2 auf und somit werden keine Aufschlaggeräusche erzeugt und erfasst. Daher dreht die Hauptwelle 8 den Hammer 4 und den Amboss 2 kontinuierlich, um die Befestigungseinrichtung kontinuierlich zu lösen. Wenn jedoch der Motor 22 zu spät gestoppt wird, kann die Befestigungseinrichtung vollständig gelöst werden und somit versehentlich aus dem Werkstück fallen. Daraufhin kann die Befestigungseinrichtung verloren gehen.
Folglich wird, wenn der Buchstabe [C] am ersten Drehschalter 33 eingestellt ist, das Festspannwerkzeug 1 auf einen Demontagebetrieb eingestellt. Wenn der Schalter 24 auf Rücklauf eingestellt ist, bewirkt die Betätigung des Hauptschalters 48, dass der Motor 22 beginnt, sich in umgekehrter Richtung zu drehen. Die umgekehrte Rotation erfolgt so lange, bis eine bestimmte Zeit nach dem vom Empfänger 30 zuletzt erfassten Aufschlaggeräusch vergangen ist. Somit wird der Motor 22 nach einem vorbestimmten Zeitraum automatisch gestoppt. Selbstverständlich kann die bestimmte Zeit für den Demontagebetrieb eingestellt werden, indem eine geeignete Zahl [y] auf dem zweiten Drehschalter 35 eingestellt wird (wiederum [y] × 0,1 Sekunden).
Wenn folglich der Hauptschalter 48 eingeschaltet wird, wird die Zahl, die die auf dem Drehschalter 35 eingestellte bestimmte Zeit anzeigt, vom Mikrocomputer 38 gelesen und im RAM 120 gespeichert. Der Motor 22 beginnt sich zu drehen, wenn der Schalter 40 eingeschaltet wird. Danach überwacht der Mikrocomputer 38 den Ausgang des Komparators 104. Nach Erhalt des ersten Impulssignals vom Komparator 104 berechnet der Mikrocomputer 38 die Zeit zwischen dem vorherigen Impulssignal und dem folgenden Impulssignal. Wenn dieser Zeitraum die vorbestimmte Einstellzeit (d.h. die vorbestimmte Einstellzeit, die am Einstellteil 134 angezeigt wird) übersteigt, erkennt der Mikrocomputer 38, dass der Hammer 4 nicht mehr auf den Amboss 2 schlägt. Folglich legt der Mikrocomputer 38 (betätigt) weiterhin eine Vorspannung an den Schalter 40 an, um den Motor 22 über den im RAM 120 gespeicherten Zeitraum zu drehen. Wenn folglich der im RAM 120 gespeicherte Zeitraum nach Erfassen des Hammerschlags zu Ende ist, ist der Schalter 40 nicht mehr mit Vorspannung belegt.
Im Demontage-Betriebs stoppt somit, wenn der Benutzer den Hauptschalter 48 in der EIN-Stellung belässt, der Motor 22 automatisch, nachdem die vorher eingestellte Zeit abgelaufen ist. Daher stoppt der Motor 22 automatisch, ehe die Befestigungseinrichtung vom Werkstück vollständig gelöst worden ist, und der Demontagevorgang kann effizienter durchgeführt werden, da der Benutzer keine Befestigungseinrichtungen zu suchen braucht, die aus dem Werkstück herausgefallen sind.
Wenn der Schalter 24 im Vorwärtslauf eingestellt ist, startet der Motor 22, wenn der Hauptschalter 48 betätigt ist und dreht sich so lange, bis der Hauptschalter 48 ausgeschaltet wird. (Die automatische Stoppfunktion für die Schlagzählung ist nicht aktiv.)
(4) Drehmoment-Verstellmodus (nicht Teil der Erfindung)
Wenn der Buchstabe [D] am ersten Drehschalter 33 eingestellt ist (VI-Modus), kann das Festspanndrehmoment verstellt werden. Wenn das Festspanndrehmoment des Festspannwerkzeugs 1 zu stark ist, kann die Befestigungseinrichtung durch einen einzigen Schlag des Hammers 4 auf den Amboss 2 beschädigt werden. Auch wenn der Bediener den Hauptschalter 48 selektiv betätigen könnte, um das Festspanndrehmoment zu verstellen, kann eine derartige Feinsteuerung des Hauptschalters 48 schwierig durchzuführen sein, insbesondere von einem unerfahrenen Bediener. Somit kann das passende Festspanndrehmoment nicht erhalten werden. Daher kann durch Einstellen des ersten Drehschalters 33 auf den Buchstaben [D] das Festspanndrehmoment passend verstellt werden und das passende Drehmoment wird automatisch an die Befestigungseinrichtung angelegt. Im VI-Modus ist die Drehgeschwindigkeit des Motors 22 ungeachtet der Laufrichtung des Schalters 24 auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit eingestellt.
Der zweite Drehschalter 35 kann für die Einstellung der Drehgeschwindigkeit des Motors 22 für den Zustand verwendet werden, dass der Hauptschalter 48 vollständig angezogen bzw. betätigt ist. Wenn [y] „0" ist, dreht sich der Motor 22 mit normaler Drehgeschwindigkeit. Gleichermaßen dreht sich der Motor 22 mit 90% der normalen Drehgeschwindigkeit, wenn [y] „9" ist, und wenn [y] „8" ist, dreht sich der Motor 22 mit 80% der normalen Antriebsgeschwindigkeit, etc. Somit kann die Einstellzahl [y] für den zweiten Drehschalter 35 verwendet werden, um die Drehgeschwindigkeit des Motors 22 gemäß der Gleichung „[y] × 10%" wie vorstehend beschrieben zu verstellen. Im VI-Modus ist die automatische Stoppfunktion der Schlagzählung nicht aktiv.
(5) Reparatur-Betriebsmodus (nicht Teil der Erfindung)
Wenn die Einstellung [E] am ersten Drehschalter 33 gewählt ist (VII-Modus), wird ein Reparatur-Betriebsmodus angezeigt. Bei diesen Arten von Festspannwerkzeugen können einige elektronische Teile wie das Einstellteil 34 oder der Mikrocomputer 38 aufgrund von Schwingungen beschädigt werden, die durch den auf den Amboss 2 aufschlagenden Hammer 4 hervorgerufen werden. In dem Fall ist eine Reparatur erforderlich. Auch wenn die Erfassung und der Austausch des beschädigten Teils erforderlich sind, ist die Erfassung bei bekannten Kraftwerkzeugen oft sehr schwierig und hängt hauptsächlich von der Erfahrung und dem Feingefühl des Bedieners ab. Dieser Aspekt der vorliegenden Lehren versucht dieses spezielle Problem des Standes der Technik zu überwinden.
Daher kann, wenn der Buchstabe [E] am ersten Drehschalter 33 gewählt ist, die Erfassung des beschädigten Teils im Reparatur-Betriebsmodus leicht erfolgen. Es folgt eine Beschreibung eines repräsentativen Diagnoseverfahrens.
Wenn der Schalter 24 im Modus VII auf Vorwärtslauf eingestellt ist, arbeitet der Motor 22 nicht, selbst wenn der Hauptschalter 48 eingeschaltet wird. Wenn der Hauptschalter 48 betätigt wird, führt der Mikrocomputer 38 ein Diagnoseprogramm durch und ungefähr 2 Sekunden später kann der Empfänger 30 eine bestimmte Anzahl vorbestimmter Geräuschimpulse aussenden. Die Anzahl der Impulse kann vorab festgelegt werden, indem „1" zu dem am zweiten Drehschalter 35 eingestellten [y] hinzugefügt wird. Wenn [y] zum Beispiel auf „2" eingestellt ist, werden drei kurze Geräuschimpulse ausgesendet. Somit überträgt der Mikrocomputer 38 Summersignale an den Empfänger 30, und 2 Sekunden nachdem die Betätigung des Hauptschalters 48 erfasst worden ist, sendet der Empfänger 30 Geräuschimpulse entsprechend der Anzahl von Summersignalen, die vom Mikrocomputer 38 ausgegeben worden sind.
Daraufhin kann der Bediener leicht ermitteln, ob das Einstellteil 34 beschädigt worden ist und/oder ob die Timerfunktion des Mikrocomputers 38 normal arbeitet. Wenn keine Geräuschimpulse ausgegeben werden oder eine falsche Anzahl von Impulsen ausgegeben wird, wird dem Bediener angezeigt, dass das Festspannwerkzeug 1 beschädigt worden ist. Im VII-Modus kann der Betrieb des Empfängers 30 (Empfangsvorgang) erfasst werden und das Abschalten des Motors 22 durch den Mikrocomputer 38 erfolgen.
Der Mikrocomputer 38 arbeitet vorzugsweise ein Programm ab, um den Motor 22 zu stoppen, wenn eine besondere Anzahl von Geräuschimpulsen vom Empfänger 30 erfasst worden ist, nachdem der Motor 22 angefangen hat, sich aufgrund der Betätigung des Hauptschalters 48 zu drehen. Die Anzahl der erfassten Impulse, die der Empfänger 30 erfasst, ehe der Motor 22 gestoppt wird, kann unter Verwendung des zweiten Drehschalters 35 eingestellt werden. Wiederum kann [y] „1" hinzugefügt werden, um die vorgewählte Anzahl von Impulsen festzulegen.
Durch Betätigen des Hauptschalters 48 kann der Bediener eine vorbestimmte Anzahl von Schlägen (unter Verwendung eines Schraubendrehers oder eines anderen geeigneten Gegenstands) auf das Gehäuse 3 abgeben. Wenn der Motor 22 nach der vorbestimmten Anzahl von Schlägen stoppt, arbeiten der Empfänger 30 und der Mikrocomputer 38 normal. Wenn der Motor 22 jedoch nicht stoppt, weiß der Bediener, dass das Festspannwerkzeug 1 offenbar ein defektes Teil aufweist.
(6) Betriebsmodus zur Überprüfung des Mikrocomputers und der Batterie (nicht Teil der Erfindung)
Wenn der Buchstabe [F] am ersten Drehschalter 33 eingestellt ist (VIII-Modus), kann eine Oberprüfung des Mikrocomputerbetriebs durchgeführt werden. Ein im ROM 118 gespeichertes Steuerprogramm des Mikrocomputers 38 kann den Motor 22 und den Empfänger 30 steuern. Das gespeicherte Steuerprogramm des Mikrocomputers 38 kann aus unterschiedlichen Gründen geändert werden (z.B. kann der Mikrocomputer auf eine neuere Version aufgerüstet worden sein), der Bediener ist sich aber vielleicht nicht sicher, welcher Mikrocomputer gerade im Kraftwerkzeug verwendet wird. Daher ist, wenn der Mikrocomputer 38 für Reparatur- oder Aufrüstarbeiten ausgetauscht werden muss, die Auswahl eines geeigneten Mikrocomputers 38 eventuell nicht einfach. Folglich kann bei dieser Ausführungsform die Einstellung [F] verwendet werden, um eine einfache Überprüfung abzuarbeiten, damit die Version des vom Festspannwerkzeug 1 verwendeten Mikrocomputers 38 festgestellt werden kann.
Wenn [0] am zweiten Drehschalter 35 eingestellt ist (VIII-Modus), wird die Version des Mikrocomputers 38 überprüft, indem der Hauptschalter 48 betätigt wird. Beispielsweise kann der Empfänger 30 eine Reihe von Geräuschen aussenden, die den besonderen Versionscode des Mikroprozessors 38 anzeigt. Wenn zum Beispiel der Mikrocomputer 38 die Version „2.1" ist, kann der Empfänger 30 ein Muster aus zwei langen Tönen, einer langen Pause und einem kurzen Ton aussenden. Natürlich arbeitet der Motor 22 nicht in diesem Modus. Somit kann eine einfache Versionsüberprüfung für den installierten Mikrocomputer 38 leicht durchgeführt werden, und die geeignete Mikroprozessor-Version kann für den Austausch ausgewählt werden.
Wenn im VIII-Modus am zweiten Drehschalter 35 [1] eingestellt ist, kann die Batteriespannung überprüft werden. Nach Betätigen des Hauptschalters 48 sendet der Mikrocomputer 38 ein Muster von Summersignalen an dem Empfänger 30 und bewirkt, dass der Empfänger 30 ein bestimmtes Tonmuster aussendet. Natürlich zeigt das besondere Tonmuster die Batteriespannung an. Wenn zum Beispiel die Batteriespannung 23 Volt beträgt, kann ein Muster aus zwei langen Tönen, einer langen Pause und drei kurzen Tönen vom Empfänger 30 ausgesendet werden. Wieder arbeitet der Motor 22 während dieses Modus vorzugsweise nicht.
Dieser Überprüfungsmodus ermöglicht dem Bediener eine leichte Überprüfung der Batteriespannung. Wenn die Batteriespannung vom erwarteten Wert abweicht, kann ein Austausch der Batterie erforderlich sein. Daher kann der Bediener durch Überprüfen der Batteriespannung vor Inbetriebnahme die Situation vermeiden, bei der das Kraftwerkzeug während des Betriebs stoppt, da die Batteriespannung nicht ausreicht.
Darüber hinaus wird der Motor 22 im VIII-Modus weiter angehalten, selbst wenn der Hauptschalter 48 betätigt wird. Daher kann ein unberechtigter Betrieb des Werkzeugs (einschließlich Diebstahl) vermieden werden. Wenn sich das Festspannwerkzeug 1 im VIII-Modus befindet, kann das Festspannwerkzeug 1 so lange nicht benutzt werden, bis der Modus geändert wird, was von Diebstahl abhalten kann.
Wenn [0] oder [1] am zweiten Drehschalter 35 eingestellt ist, wird die Mikrocomputer-Überprüfungsfunktion und die Batterie-Überprüfungsfunktion durchgeführt, jedoch werden weitere Zahlen für den zweiten Drehschalter 35 nicht vom Mikrocomputer 38 erkannt. Jedoch ist es selbstverständlich möglich, weitere Funktionen vorzusehen, indem die zweite Einstell-Drehschalter 35 auf andere Zahlen eingestellt wird, wenn der erste Drehschalter 33 auf [F] eingestellt ist.
Wie vorstehend beschrieben, steuert das Programm den Motor 22 und den Empfänger 30, indem unter Verwendung des Einstellteils 34 gemäß dem Betriebsmodus geeignete Zahlen eingestellt werden. Daher kann jeder Betrieb effektiv und zuverlässig durchgeführt werden.
Ferner kann der Empfänger 30 Aufschlaggeräusche in elektrische Signale umwandeln, die dann dafür verwendet werden, zu ermitteln, wie oft der Hammer 4 auf den Amboss 2 geschlagen hat. Darüber hinaus kann der Empfänger 30 Töne aussenden, indem ein elektrisches (Summer-) Signal in den Empfänger 30 eingegeben wird. Somit kann der Empfänger 30 mehrere Funktionen ausführen.
Auch wenn der Detektor vorzugsweise ein piezoelektrischer Summer ist, können andere Detektoreinrichtungen verwendet werden, die ermitteln, wie oft der Hammer 4 auf den Amboss 2 schlägt. Andere Detektoren umfassen Einrichtungen zum Erfassen des Zurückziehens des Hammers in Richtung Schaft (z.B. ein benachbarter Schalter; Lichtsensor u.dgl.). Auch können Einrichtungen zum Erfassen einer Änderung des dem Motor zugeführten elektrischen Stroms (z.B. Amperemeter u.dgl.) oder Einrichtungen zum Erfassen von Änderungen des Rotationswinkels des Motors (z.B. ein Frequenzdetektor, ein Drehpositionsdetektor, ein Encoder u.dgl.) verwendet werden. Wenn die Schläge ohne Erfassen der Aufschlaggeräusche ermittelt werden, kann die Warneinrichtung für den Bediener anders als der Summer aufgebaut sein. Es kann beispielsweise eine Licht emittierende Elektrode für die Übertragung von Informationen an den Bediener verwendet werden, wie beim ersten Vergleichsbeispiel erörtert. In diesem Fall kann der Bediener Informationen wie Mikroprozessor-Version, Batteriespannung u.dgl. erhalten, indem das Licht entsprechend oft aufleuchtet.
Um den besonderen Vorteil der Verwendung eines piezoelektrischen Materials für das Erfassen von Aufschlaggeräuschen zu demonstrieren, die von einem auf einen Amboss schlagenden Hammer in einem Festspannwerkzeug erzeugt werden, wurden Aufschlaggeräusche unter Verwendung des vorstehend genannten piezoelektrischen Summers von Murata gemessen und mit Aufschlaggeräuschen verglichen, die unter Verwendung eines Kondensatormikrophons gemessen wurden. Kondensatormikrophone können einen vergleichsweise großen Frequenzbereich erfassen. Darüber hinaus wurden Tests durchgeführt, bei denen Echos während des Testens unterdrückt wurden, und es wurden ferner Tests durchgeführt, bei denen Echos nicht unterdrückt wurden, um typische Betriebszustände zu simulieren, wie zum Beispiel Werkzeuge mit hohem Drehmoment, die für das Festziehen von Stahlbolzen in Stahlträgern verwendet werden. Durch Analysieren des gemessenen Aufschlaggeräusches unter Verwendung der Fast-Fourier-Transformationsanalyse (FFT) wurde die Spitzenfrequenz des Aufschlaggeräusches auf annähernd 4 kHz festgelegt.
Bei den folgenden Untersuchungsergebnissen wurde das dem Komparator 104 zugeführte Eingangssignal gemessen, während ein 200 Newton-Schlagschraubenschlüssel betrieben wurde. Die 7 und 8 zeigen die Untersuchungsergebnisse unter Verwendung eines piezoelektrischen Summers in diesem Festspannwerkzeug. Die 9 und 10 zeigen die Untersuchungsergebnisse unter Verwendung eines Kondensatormikrophons zum Erfassen der Aufschlaggeräusche. Ferner zeigen die 7 und 9 die Untersuchungsergebnisse, bei denen Echos unterdrückt wurden. Die 8 und 10 zeigen die Untersuchungsergebnisse, wenn Echos nicht unterdrückt wurden. Somit repräsentieren die 8 und 10 eine ideale Situation für das Mikrophon, da der Empfänger keinen Aufschlaggeräuschen ausgesetzt ist, die vom Werkstück, das ein Stahlträger sein kann, reflektiert werden. Andererseits repräsentieren die 7 und 9 eine tatsächliche Arbeitssituation, da der Empfänger Aufschlaggeräuschen ausgesetzt ist, die vom Werkstück reflektiert werden.
Wie in den 7 und 8 dargestellt, erfasste der piezoelektrische Summer selektiv Aufschlaggeräusche, ungeachtet dessen, ob Echos vorhanden waren, und die Einflüsse anderer irrelevanter Geräusche wurden im Wesentlichen eliminiert. Somit erfasste der piezoelektrische Summer die SpitzenAufschlaggeräusche und die Intervalle zwischen den Schlägen genau. Jedoch konnte bei Verwendung des Kondensatormikrophons das Kondensatormikrophon im Wesentlichen nicht zwischen den Aufschlaggeräuschen und anderen Geräuschen unterscheiden, wenn Echos erlaubt waren, wie in 10 gezeigt. Somit konnte das Kondensatormikrophon Aufschlaggeräusche leicht unterscheiden, wenn Echos unterdrückt wurden (9), und folglich können Kondensatormikrophone in leisen Umgebungen wie bei dem nachstehend beschriebenen Winkelschrauber in geeigneter Weise verwendet werden. Jedoch sind bei Schlagschraubenschlüsseln mit hohem Drehmoment und anderen Werkzeugen, die lauten Umgebungen ausgesetzt sind, piezoelektrische Materialien besonders vorteilhaft.
Folglich kann ein piezoelektrischer Summer den Einfluss irrelevanter Geräusche effektiv eliminieren und dadurch die Genauigkeit der Erfassung von Aufschlaggeräuschen verbessern. Insbesondere wurden Aufschlaggeräusche selbst dann genau erfasst, wenn ein Festspannwerkzeug verwendet worden ist, das ein Drehmoment mit 200 Newton unter der Bedingung bereitstellt, dass Geräusche und Echos nicht unterdrückt wurden. Folglich kann der piezoelektrische Summer schon an sich als ein effizienter Filter für die Beseitigung irrelevanter Geräusche wirken, ohne dass eine komplexe Verschaltung erforderlich ist. Als Folge davon können die Herstellungskosten reduziert werden.
Obwohl eine Bindung an Theorien unerwünscht ist, kann der Vorteil des piezoelektrischen Summers durch die Eigenart der reflektierten Aufschlaggeräusche erklärt werden. Zum Beispiel kann ein Stahlwerkzeug (z.B. ein Stahlträger) die Aufschlaggeräusche mit einer Frequenz reflektieren, die sich von der ursprünglichen Frequenz unterscheidet. Folglich spricht der piezoelektrische Summer auf die ursprünglichen Aufschlaggeräusche an, da sich jene Aufschlaggeräusche innerhalb des Ansprechfrequenzbereichs befinden. Wenn sich jedoch die Frequenz der reflektierten Aufschlaggeräusche verschoben hat, können sich die reflektierten Aufschlaggeräusche außerhalb des Ansprechfrequenzbereichs des piezoelektrischen Summers befinden. Daher sind die reflektierten Aufschlaggeräusche effektiv gedämpft.
Darüber hinaus kann der piezoelektrische Summer optional als eine Geräusche abgebende Vorrichtung verwendet werden, um den Bediener vor einer speziellen Situation zu warnen. Daher kann der piezoelektrische Summer zwei oder mehr Funktionen effektiv durchführen, ohne dass sich die Fertigungskosten erhöhen.
Natürlich sind bei den vorstehend beschriebenen Lehren verschiedene Modifikationen möglich. Auch wenn ein piezoelektrischer Summer speziell beschrieben worden ist, kann zum Beispiel ein dynamisches Mikrophon, das elektrische Signale selektiv auf der Basis von Geräuschen innerhalb eines engen Frequenzbereichs erzeugt, ebenfalls die Aufschlaggeräusche erfassen. Ferner kann der Empfänger von Aufschlaggeräuschen auch ein vibrierendes Bauelement wie eine Membranstruktur enthalten. Die besondere Frequenz des vibrierenden Bauelements entspricht vorzugsweise der Spitzenfrequenz der Aufschlaggeräusche. Natürlich können weitere Vorrichtungen wie ein dynamischer Lautsprecher verwendet werden, um die Vibrationen des vibrierenden Bauelements in elektrische Signale umwandeln zu können.
Ferner kann, auch wenn der vorstehend beschriebene piezoelektrische Summer eine Spitzenresonanzfrequenz von annähernd 4 kHz aufweist, der Frequenzpegel des piezoelektrischen Summers so gewählt sein, dass er an das maximale Festspanndrehmoment und die Form des Gehäuses des Festspannwerkzeugs angepasst ist. Folglich weiß der Fachmann, dass der spezielle vom Kon strukteur gewählte Frequenzbereich von verschiedenen Faktoren abhängt. Der Konstrukteur kann zunächst einen Prototypen des Festspannwerkzeugs herstellen und dann die Frequenz der von den Prototypen erzeugten Aufschlaggeräusche messen. Danach kann ein geeigneter Empfänger für Aufschlaggeräusche gewählt werden, um die Aufschlaggeräusche im Hinblick auf die vorliegenden Lehren maximal erfassen zu können.
Erstes Vergleichsbeispiel (nicht Teil der Erfindung)
Es wird nun ein zweites repräsentatives Kraftwerkzeug mit Bezug auf die 11-13 erläutert. Der Aufbau, die eingestellten Antriebszustände und Steuerbetriebe für das erste Vergleichsbeispiel sind im Wesentlichen die gleichen wie bei der ersten repräsentativen Ausführungsform. Jedoch unterscheidet sich das erste Vergleichsbeispiel von der ersten Ausführungsform, da das erste Vergleichsbeispiel kein Einstellteil (34) zum Einstellen des Antriebzustands (Betriebszustands) enthält. Stattdessen wird bei diesem ersten Vergleichsbeispiel mit einem geeigneten Gegenstand auf das Gehäuse geschlagen, und der Empfänger 30 erzeugt in Reaktion auf den Aufschlag auf das Gehäuse elektrische Signale. Diese elektrischen Signale vom Empfänger 30 werden in den Mikrocomputer 38 eingegeben und zum Einstellen der Antriebszustände verwendet. Daher konzentriert sich die folgende Erörterung auf die Unterschiede zwischen der ersten repräsentativen Ausführungsform und dem ersten Vergleichsbeispiel, und eine Beschreibung von gemeinsamen Teilen und Merkmalen ist nicht erforderlich.
11 ist eine Teilquerschnittsseitenansicht, die einen Gesamtaufbau des ersten Vergleichsbeispiels des Festspannwerkzeugs 1 zeigt. Gemeinsamen Bauteilen von 1 und 11 sind gleiche Bezugsziffern zugeordnet worden. Bei dem ersten Vergleichsbeispiel ist das Einstellteil 34 nicht vorgesehen und daher sind andere Einrichtungen vorgesehen, um den gewünschten Antriebs-(Betriebs-)Zustand eingeben zu können. Daher enthält der Steuerschaltkreis 36 eine rote Licht emittierende Diode (LED) 39a und eine grüne LED 39b zusätzlich zu weiteren elektronischen Teilen wie einem Mikrocomputer 38 und einem Empfänger 30. Der Empfänger 30 kann aus verschiedenen Geräuschdetektoreinrichtungen gewählt werden und ist bei diesem ersten Vergleichsbeispiel nicht auf einen piezoelektrischen Summer begrenzt. Die rote LED 39a und die grüne LED 39b zeigen vorzugsweise den Antriebs-(Betriebs-)Zustand durch ein Sichtfenster 37 an, das im unteren Teil des Griffs 3a angeordnet ist.
Nach 12 enthält ein repräsentativer Steuerschaltkreis vorzugsweise einen Mikrocomputer 38, der eine CPU 110, einen ROM 118, einen RAM 120 und eine E/A-(Schnittstelle) 108 umfasst. Diese Komponenten sind vorzugsweise auf einer einzelnen integrierten Schaltung (IC) integriert. Der ROM 118 speichert ein Einstellprogramm zum Einstellen des Antriebszustands und ein Steuerprogramm zum Steuern des Antriebszustands des Motors 22. Ein repräsentatives Einstellprogramm und ein Steuerprogramm werden nachstehend genauer erläutert.
Der Empfänger 30 ist über den Filter 102 mit einem Anschluss des Komparators 104 verbunden. Eine Spannung V3 vom Referenzspannungsgenerator 112 wird in den anderen Anschluss des Komparators 104 eingegeben. Ein Ausgangssignal V1 vom Komparator 104 wird an den Mikrocomputer 38 übertragen. Eine Batterie 122 (z.B. ein wieder aufladbarer Batteriesatz) ist über den Stromzufuhrschaltkreis 130 mit dem Mikrocomputer 38 verbunden und über den Hauptschalter 48 und den Schalter 24 für die Motordrehrichtung auch mit dem Motor 22 verbunden. Der Motor 22 ist über den Antriebsschaltkreis 115 und den Bremsschaltkreis 113 mit dem Mikrocomputer 38 verbunden. Die rote LED 39a und die grüne LED 39b sind über die Lichtschaltkreise 124 und 126 ebenfalls mit dem Mikrocomputer 38 verbunden. Der Speicher 128 ist ebenfalls mit dem Mikrocomputer 38 verbunden.
Wenn der Empfänger 30 ein Aufschlaggeräusch erfasst, gibt er ein Impulssignal an den Komparator 104 aus. Der Filter 102 dämpft Geräusche mit niedriger Frequenz und führt dem Komparator 104 ein gefiltertes Signal V2 zu, der dann ein Impulssignal V5 ausgibt, wenn das gefilterte Signal V2 die Referenzspannung V3 übersteigt. Jedes Impulssignal V5 wird vom Mikrocomputer 38 gezählt und entspricht somit der Anzahl der vom Empfänger 30 erfassten Aufschlaggeräusche.
Eine Aufsichtsperson oder eine andere geeignete Person kann die Antriebszustände wie Betriebsmodus, vorbestimmte Anzahl von Schlägen u.dgl., die bei der ersten repräsentativen Ausführungsform genauer beschrieben worden sind, einstellen. Daher ist es nicht erforderlich, diese Antriebszustände zu wiederholen und sie werden statt dessen in das erste Vergleichsbeispiel durch Bezugnahme eingefügt. Der Motor 22 und die LEDs 39a und 39b werden gemäß dem eingestellten Antriebszustand gesteuert. Ein repräsentatives Verfahren zum Einstellen des Antriebszustands für das erste Vergleichsbeispiel wird mit Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 13 erläutert.
Um den Antriebszustand einzustellen, wird die Batterie 122 vom Festspannwerkzeug 1 entfernt und die Stromzufuhr zum Mikrocomputer 38 gestoppt, da das Einstellprogramm so programmiert ist, dass das Programm zu dem Zeitpunkt startet, wenn die Batterie 122 wieder an den Mikrocomputer 38 angeschlossen wird. Daher ist es erforderlich, die Stromzufuhr zum Mikrocomputer 38 zu starten (Schritt S1), damit der Mikrocomputer 38 den neuen Antriebszustand erkennt.
Wenn der Mikrocomputer 38 genügend Spannung erhält, um seinen Betrieb starten zu können, stellt der Mikrocomputer 38 fest, ob das Programm zum Einstellen des Antriebszustands gestartet worden ist (S2). Beispielsweise kann der Mikrocomputer 38 festlegen, ob dem E/A 108 über den Hauptschalter 48 ein Auslösesignal zugeführt worden ist. Wenn der Hauptschalter 48 ausgeschaltet worden ist, d.h. „NEIN" in Schritt S2, wird das Einstellprogramm für die Eingabe eines neuen Antriebszustands nicht ausgeführt und der Motor 22 u.dgl. werden gemäß einem vorher eingestellten Antriebs-(Betriebs-)Zustand gesteuert.
Wenn der Hauptschalter 48 eingeschaltet ist, d.h. „JA" in S2, wird der momentan eingestellte Antriebszustand angezeigt (S3). Bei diesem Beispiel sendet der Mikrocomputer 38 Signale an die grüne LED 39b und an die rote LED 39a, so dass diese Bauteile bestimmte Male aufleuchten. Ähnlich wie bei der ersten repräsentativen Ausführungsform kann der Antriebszustand unter Verwendung einer zweistelligen Zahl eingestellt und angezeigt werden. Folglich kann eine hexadezimale Zahl (eine Zahl von 0 bis 9 oder ein Buchstabe von A bis F) und eine untergeordnete Zahl (eine Zahl von 0 bis 9) für die Festlegung des Antriebszustands verwendet werden. Daher zeigt der Mikrocomputer 38 den Antriebszustand an, indem die grüne LED 39b und die rote LED 39a passend oft blinken. Wenn zum Beispiel die vorab festgelegte Zahl, die für den Antriebszustand des Festspannwerkzeugs 1 ausgewählt worden ist, [xy] ist, kann die grüne LED 39b „x + 1" mal aufleuchten, und die rote LED 39a kann „y + 1" mal aufleuchten. Die LEDs leuchten aus folgendem Grund einmal mehr als x oder y auf. Wenn an der Stelle [x] oder [y] für den Antriebszustand eine „0" eingegeben wird, würde die LED 39a bzw. 39b nicht aufleuchten und folglich könnte der Antriebszustand als Lichtausfall missverstanden werden. Wird zu der vorab festgelegten Zahl [1] hinzugefügt, leuchten die LEDs 39a und 39b selbst dann auf, wenn x oder y „0" ist. Nachdem der ausgewählte Antriebszustand durch die rote LED 39a und die grüne LED 39b angezeigt worden ist, leuchten sowohl die rote LED 39a als auch die grüne LED 39b kontinuierlich.
Um feststellen zu können, ob der Empfänger 30 und der Mikrocomputer 38 richtig arbeiten, kann ein Aufschlaggeräuschtest (S4) durchgeführt werden, indem mit einem Schraubendreher oder einem anderen geeigneten Gegenstand auf das Gehäuse 3 geschlagen wird. Wenn der Empfänger 30 das Aufschlaggeräusch erfasst, wird ein Impulssignal an den Mikrocomputer 38 weitergeleitet. Wenn der Mikrocomputer 38 dieses Impulssignal richtig erfasst, schaltet der Mikrocomputer 38 die rote LED 39a und die grüne LED 39b aus, wodurch angezeigt wird, dass der Empfänger 30 und der Mikrocomputer 38 Aufschlaggeräusche richtig erfassen.
Nachdem die rote LED 39a und die grüne LED 39b ausgeschaltet worden sind, wird der Hauptschalter 48 ebenfalls ausgeschaltet (S5). Danach beendet der Mikrocomputer 38 die Vorbereitung zum Einstellen eines neuen Antriebszustands, was auch dadurch eingestellt werden kann, indem mit einem Schraubendreher oder einem anderen geeigneten Gegenstand auf das Gehäuse 3 geschlagen wird (S6). Zum Beispiel wird die Zahl [x] zunächst eingestellt, indem passend oft [x] auf das Gehäuse 3 geschlagen wird. Der Empfänger 30 erfasst das Aufschlaggeräusch des Schraubendrehers und es wird eine entsprechende Anzahl von Impulssignalen an den Mikrocomputer 38 weitergeleitet. Daher stellt der Mikrocomputer 38 [x] gemäß der gezählten Anzahl von Impulssignalen ein. Dann lässt der Mikrocomputer 38 die grüne LED 39b mit der gezählten Anzahl von Impulssignalen aufblinken, damit der Bediener bestätigen kann, dass der passende Wert eingegeben worden ist.
Nachdem der passende Wert für [x] eingestellt worden ist, wird der Hauptschalter 48 eingeschaltet (S7) und wieder ausgeschaltet (S8). Dann lässt der Mikrocomputer 38 die grüne LED 39b leuchten, um anzuzeigen, dass die untergeordnete Ziffer eingestellt werden kann, indem vorbestimmte Male auf das Gehäuse 3 geschlagen wird. Ähnlich wie bei dem vorstehenden Einstellprozess wird [y] mal auf das Gehäuse 3 geschlagen, um den untergeordneten Wert einstellen zu können (S9). Wieder wird eine passende Anzahl von Impulssignalen vom Empfänger 30 erzeugt, und der Komparator 104 und der Mikrocomputer 38 zählen die empfangenen Impulssignale, um den untergeordneten Wert einzustellen. Danach lässt der Mikrocomputer 38 die rote LED 39a gemäß der gezählten Anzahl von Impulssignalen aufblinken, um zu bestätigen, dass der passende Wert eingegeben worden ist.
Nachdem die untergeordnete Ziffer eingestellt worden ist, wird der Hauptschalter 48 eingeschaltet (S10) und wieder ausgeschaltet (S11). Dann lässt der Mikrocomputer 38 die rote LED 39a leuchten, um anzuzeigen, dass der untergeordnete Wert eingegeben worden ist. Die grüne LED 39b leuchtet die gesamte Zeit während der Prozessschritte S9 bis S11. Wenn der neue Antriebszustand eingestellt worden ist, leuchten somit sowohl die rote LED 39a als auch die grüne LED 39b. Die den Antriebszustand anzeigende Zahl [xy] wird im Speicher 128 gespeichert, der mit dem Mikrocomputer 38 verbunden ist und für die Betriebssteuerung des Festspannwerkzeugs 1 verwendet wird.
Selbstverständlich kann jeder der bei der ersten repräsentativen Ausführungsform beschriebenen Antriebszustände beim ersten Vergleichsbeispiel verwendet werden, und die Beschreibung der ersten repräsentativen Ausführungsform wird somit durch Bezugnahme in das erste Vergleichsbeispiel aufgenommen. Somit können die Modi A, B, C, D, E und F beim ersten Vergleichsbeispiel verwendet werden, und jeder der Modi kann eingegeben werden, indem passende Male auf das Festspannwerkzeug 1 geschlagen wird.
Somit ist bei dem ersten Vergleichsbeispiel kein mechanischer Schalter (z.B. ein Drehschalter) für die Einstellung des Antriebszustands vorgesehen. Der Ordinalprozess startet das Programm für Antriebszustände (der Hauptschalter 48 wird eingeschaltet, sobald der Stromschalter eingeschaltet ist), und das vom Empfänger 30 ausgegebene Detektorsignal wird für die Einstellung des Antriebszustands verwendet. Daher kann der Prozess zum Starten des Programms, das den Antriebszustand einstellt, von einer Überwachungsperson kontrolliert werden, und Wechsel in den Antriebs-(Betriebs-)Zustand durch unautorisierte Bediener können verhindert werden.
Da der Prozess zum Starten des Programms, das den Antriebszustand einstellt, gewöhnlich nicht durch Bediener eingestellt wird (der Hauptschalter wird eingeschaltet, sobald der Batteriesatz befestigt worden ist), werden unbeabsichtigte Wechsel zum Antriebszustand verhindert. Darüber hinaus sind der Empfänger 30 und der Hauptschalter 48 bei bekannten Festspannwerkzeugen verwendet worden und sind als Hardware zum Einstellen des Antriebszustands erhältlich. Folglich ist keine neue Hardware erforderlich und die Herstellungskosten sind nicht erhöht worden.
Natürlich können die rote LED 39a und die grüne LED 39b durch ein Display wie eine Flüssigkristallanzeige ersetzt werden, und die verschiedenen Betriebszustände bzw. Informationen können dem Bediener unter Verwendung von Text und/oder Zahlensymbolen mitgeteilt werden. Ferner kann das Gehäuse 3 des Festspannwerkzeugs 1 mit einem speziellen Teilbereich versehen sein, auf den der Bediener schlagen kann, um über den Empfänger 30 Informationen einzugeben. Der spezielle Teilbereich kann zum Beispiel ein Material sein, das Tonfrequenzen innerhalb ei nes speziellen Bereichs erzeugt, der vom Empfänger 30 leicht und zuverlässig erfasst werden kann. Der spezielle Teilbereich kann auch erhöhte Verschleißfestigkeit aufweisen, so dass das Gehäuse nicht bricht oder rissig wird, wenn der Bediener auf das Gehäuse schlägt.
Zweites Vergleichsbeispiel (nicht Teil der Erfindung)
Ein Vergleichsbeispiel der vorliegenden Lehren ist ein Winkelschrauber. Derartige Kraftwerkzeuge sind dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ölimpulseinheit (Öleinheit) zum Erzeugen eines höheren Drehmomentniveaus anstelle einer Konstruktion aus Hammer und Amboss verwenden. Allgemein gesagt: die Größe des durch die Ölimpulseinheit erzeugten Drehmoments ist niedriger als bei der Konstruktion aus Hammer und Amboss, viele Anwendungsmöglichkeiten erfordern jedoch keinen derart hohen Drehmomentniveau. Auch erzeugt die Ölimpulseinheit nicht so viel Lärm und kann daher leiser betrieben werden. Ferner ist die Öleinheit kompakt.
Bei dem Vergleichsbeispiel kann der Antriebszustand (Betriebsmodus) eingestellt werden, indem Daten von einer Fernsteuerung oder einer anderen externen Vorrichtung (d.h. Betriebszustands-Einstellvorrichtung) zum Kraftwerkzeug übertragen oder übermittelt werden. Vorzugsweise ist die Fernsteuerung eine Funksteuervorrichtung, die infrarote oder andere Funkfrequenzen zur Datenübertragung verwendet. Die Fernsteuerung könnte jedoch auch eine externe Vorrichtung sein, die unter Verwendung eines Kabels an das Kraftwerkzeug gekoppelt ist und bei der die Daten unter Verwendung des Kabels zum und vom Kraftwerkzeug übertragen werden.
In 14 ist ein Winkelschrauber 201 dargestellt, der im Allgemeinen zum Festziehen von Befestigungseinrichtungen wie Schrauben, Mutter und Bolzen verwendet wird. Die Fernsteuerung 250 kann zum Einstellen des Antriebszustands für den Winkelschrauber 201 und zum Senden und Empfangen anderer Daten verwendet werden. 15 zeigt eine Teilquerschnittsseitenansicht des Winkelschraubers 201, wobei ein Motor (der Klarheit halber in 15 nicht dargestellt ist, jedoch in 16 durch die Nummer 222 gekennzeichnet ist) fest im Gehäuse 203 untergebracht ist. Die Ausgangswelle 220 des Motors 222 ist mit einer Vielzahl von Planetenrädern 216 verbunden, und die Ausgangswelle 214 ist mit der Öl-(Impuls-)Einheit 210 in Eingriff mit dem Puffermechanismus 212 verbunden. Wie vorstehend beschrieben, ist die Öleinheit 210 eine Vorrichtung zum Erzeugen eines sofortigen Antriebsdrehmoments (Ölimpuls), und der Puffermechanismus 212 verhindert, dass der Schlag von der Öleinheit 210 zu den Planetenrädern 216 übertragen wird, wenn ein sofortiger Antriebsölimpuls erzeugt wird. Ein repräsentativer Mecha nismus, der verwendet werden kann, ist in der japanischen offengelegten Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 7-31281 genauer offenbart.
Die Ausgangswelle 208 der Öleinheit 210 ist mit dem Kegelrad 206 verbunden. Das Kegelrad 206 greift in ein zweites Kegelrad 204 ein, das mit einer Spindel 202 verbunden ist. Somit ist das Kegelrad 204 im Wesentlichen senkrecht zum Kegelrad 206 angeordnet, um die Rotation der Ausgangswelle 208 zur Spindel 202 zu übertragen. Eine (der Klarheit halber nicht dargestellte) Werkzeugspitze kann an der vorderen Kante der Spindel 202 befestigt sein, um in eine Befestigungseinrichtung wie den Kopf einer Mutter, eines Bolzens oder einer Schraube einzugreifen.
Somit wird die Rotation des Motors 222 zur Öleinheit 210 über die Planetenräder 216 übertragen. Da die Belastung auf die Spindel 202 zu Beginn eines Festspannvorgangs gewöhnlich niedrig ist, ist die durch die Öleinheit 210 erzeugte Kraft gering. Daher wird kein Ölimpuls erzeugt, und die Motordrehung wird kontinuierlich über die Öleinheit 210 zur Spindel 202 übertragen. Nachdem jedoch die Befestigungseinrichtung im wesentlichen festgezogen worden ist, erhöht sich die Belastung auf die Spindel 202 und die Öleinheit 210 erzeugt Ölimpulse (Schlagkräfte), um die Befestigungseinrichtung festzuziehen.
Wie in den 14 und 15 gezeigt, ist ein Kontaktfenster 218 im Gehäuse 203 angeordnet. Wie in 16 gezeigt, können eine Infrarot-LED 237 und eine Photodiode 238 in der Nähe des Kontaktfensters 218 angeordnet sein, um eine Datenübertragung mit der Fernsteuerung 250 zu ermöglichen. Die rote LED 234 und die grüne LED 235 sind neben der Infrarot-LED 237 und der Photodiode 238 angeordnet, um Informationen wie Wartungszustandsinformationen, die nachstehend genauer beschrieben werden, an den Benutzer zu übertragen.
Wie in den 14 und 15 gezeigt, ist ein Hauptschalter 226 am Gehäuse 203 an der dem Kontaktfenster 218 gegenüberliegenden Seite angebracht. Der Hauptschalter 226 wird vorzugsweise zur Betätigung (Start und Stopp) des Motors 222 verwendet. Der Steuerschaltkreis 236 ist im Gehäuse 203 und unter dem Hauptschalter 226 angebracht und kann verschiedene Komponenten wie einen Mikrocomputer 239 und einen Antriebsschaltkreis 316 enthalten. Ein Empfanger 230 (z.B. ein Kondensatormikrophon) ist am Steuerschaltkreis 236 angebracht und angepasst, um von der Öleinheit 210 erzeugte Ölimpulsgeräusche zu erfassen. Eine Batterie 322 ist abnehmbar im Bodenbereich des Gehäuses 203 befestigt, um dem Motor 222 und dem Mikrocomputer 238 Strom zuführen zu können. Die Batterie 322 kann selbstverständlich ein wiederaufladbarer Batteriesatz sein, wie bei den früheren Ausführungsformen beschrieben.
Wie in 16 gezeigt, enthält ein Mikrocomputer 239 vorzugsweise eine CPU 310, einen ROM 318, einen RAM 320 und eine E/A-Schnittstelle (I/O) 308, die vorzugsweise auf einem einzigen integrierten Schaltungschip integriert sind. Zusätzlich zu verschiedenen vorstehend erörterten Programmen speichert der ROM 318 vorzugsweise ein Programm, das eine Datenübermittlung mit der Fernsteuerung 250 ermöglicht. Darüber hinaus kann der ROM 318 ein Programm enthalten, das die Einstellung des Betriebsmodus (Antriebszustand) für den Winkelschrauber 201 ermöglicht. Ferner kann ein Steuerprogramm im ROM 318 gespeichert sein, das die Steuerung des Motors 222 gemäß dem Betriebsmodus erlaubt.
Der Empfänger 230 ist über einen Filter 302 an einen Anschluss des Komparators 104 gekoppelt, und eine Referenzspannung V3 vom Referenzspannungsgenerator 312 wird in den anderen Anschluss des Komparators 304 eingegeben. Eine Ausgangsspannung vom Komparator 304 wird an den Mikrocomputer 239 übertragen. Wenn der Empfänger 230 einen Ölimpuls (Aufschlaggeräusch) erfasst, erzeugt der Empfanger 230 eine Spannung V1, die als gefilterte Spannung V2 an den Komparator 304 übertragen wird. Vorzugsweise dampft der Filter 302 niederfrequente Töne in der Spannung V1. Der Komparator 304 gibt ein Impulssignal aus, wenn die gefilterte Spannung V2 die Referenzspannung V3 übersteigt, und die Anzahl der Impulssignale wird durch den Mikrocomputer 239 gezählt. Natürlich sollte die vom Mikrocomputer 239 gezählte Anzahl der Impulssignale der Anzahl der vom Empfänger 230 erfassten Ölimpulse (Aufschlaggeräusche) entsprechen.
Die Batterie 322 ist mit dem Mikrocomputer 239 über den Stromzufuhrschaltkreis 330 verbunden. Die Batterie 322 ist ebenfalls mit dem Motor 222 über den Hauptschalter 226 und den Motordrehrichtungsschalter 224 verbunden. Der Motor 222 ist mit dem Mikrocomputer 239 über den Antriebsschaltkreis 316 und den Bremsschaltkreis 314 verbunden. Die rote LED 234 und die grüne LED 235 sind mit dem Mikrocomputer 239 über die Lichtschaltkreise 324 und 325 verbunden. Die Infrarot-LED 237 ist mit dem Mikrocomputer 239 über den Infrarot-LED-Lichtschaltkreis 326 und die Photodiode 238 ist ebenfalls mit dem Mikrocomputer 239 über den Generator 327 für elektrische Signale verbunden. Ferner ist der Speicher 328 ebenfalls mit dem Mikrocomputer 239 verbunden und der Speicher 328 kann zum Beispiel ein wiederprogrammierbarer Speicher wie ein elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EEPROM) sein. Vorzugsweise speichert der Speicher 328 Daten, die zur Steuerung des Winkelschraubers 201 erforderlich sind, wie beispielsweise den Betriebsmodus, den Einstellwert für den automatischen Timer-Stopp, den Einstellwert für die automatische Aufschlagzählung, u.dgl.
17 zeigt eine repräsentative Speicherstruktur für den Speicher 328. 18 zeigt ein repräsentatives Register für die Einstellung des Betriebsmodus für den Winkelschrauber 201. Zum Beispiel kann der Speicher 328 eine 8-Bit-Datenstruktur (D0-D7) verwenden, auch wenn natürlich andere Datenstrukturen (z.B. 4 Bit, 16 Bit, etc.) verwendet werden können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann D0 Daten für den automatischen Batterie-Stopp-Modus (aus (0) oder ein (1)) speichern. D1 kann Daten für den Motor-Aussetz-Modus (0) oder den Normalmodus (1) speichern. D2 und D3 können Daten für Modi wie den Dauerbetriebsmodus (00), den automatischen Timer-Stopp-Modus (01), den automatischen Schlag-Zähl-Stopp-Modus (10) speichem. D4 kann Daten für den Wartungs-Warnmodus (aus (0) oder ein (1)) speichern.
In diesem Text ist der automatischer Batterie-Stopp-Modus ein Vorgang, bei dem die Batteriespannung überprüft und die Spannung mit einem festgesetzten Wert verglichen wird, um feststellen zu können, ob die Batteriespannung unter einen Schwellenwert gefallen ist. Der Motor 222 kann automatisch gestoppt werden (ausgesetzter Betrieb), wenn die Batteriespannung zu niedrig ist. Motor-Aussetz-Modus bedeutet, dass die Drehung des Motors 222 selbst dann nicht erlaubt ist, wenn der Hauptschalter 226 betätigt (eingeschaltet) worden ist, um unbeabsichtigten Betrieb und/oder Diebstahl zu verhindern. Normalmodus bedeutet, dass der Motor 222 dreht, wenn der Hauptschalter 226 betätigt ist.
Dauerbetriebsmodus bedeutet, dass der Motor 222 kontinuierlich so lange drehen wird, wie der Hauptschalter 226 betätigt wird. Automatischer Timer-Stopp-Modus bedeutet, das der Motor 222 automatisch gestoppt wird, wenn eine vorbestimmte Zeit ab dem ersten Ölimpuls (d.h. der Zeitpunkt, bei dem der Empfänger 230 das erste Aufschlaggeräusch erfasst hat) verstrichen ist. Automatischer Schlag-Zähl-Stopp-Modus bedeutet, dass der Motor 222 gestoppt wird, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Ölimpulsen erzeugt worden ist (d.h. die vorbestimmte Anzahl von Aufschlaggeräuschen ist vom Empfänger 230 erfasst worden).
Die Speicherdaten zum Einstellen der vorbestimmten Zeit für die Aussetzung des Motors 222 im automatischen Timer-Stopp-Modus werden ebenfalls im Speicher 328 gespeichert. Wie in 19 gezeigt, sind die Speicherdaten vorzugsweise 8-Bit-Daten, die numerische Werte zwischen 0 und 255 repräsentieren. Die Aussetzzeit für den Motor 222 kann festgelegt werden, indem beispielsweise der vorbestimmte numerische Wert mit 0,1 Sekunden multipliziert wird.
Wie in 20 dargestellt, wird die notwendige vorbestimmte Zahl für den automatischen Schlag-Zähl-Stopp-Modus im Speicher 328 als ein Wert zwischen 0 und 255 ähnlich wie bei den Aussetzzeitdaten gespeichert. Die tatsächliche Anzahl von Schlägen, die erlaubt ist, ehe der Motor 222 automatisch gestoppt wird, kann durch folgende Gleichung bestimmt werden: A = 2X – 1,wobei A die tatsächliche Anzahl von Schlägen ist und X der vorbestimmte numerische Wert ist, der in dem in 20 gezeigten Register gespeichert ist.
Wiederum gemäß 18 bedeutet der Wartungs-Warnmodus eine Warnung, die betätigt wird, wenn der tatsächliche Betrieb des Winkelschraubers 201 einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, bei dem eine Wartung entweder empfohlen oder gefordert wird, was nachstehend genauer erläutert wird. Wenn der erforderte Wartungszustand erreicht worden ist, wird der Motor 222 selbst dann gestoppt (ausgesetzt), wenn der Hauptschalter 226 betätigt wird, und der Benutzer kann den Winkelschrauber 201 so lange nicht benutzen, bis die geforderte Wartung erfolgt ist. Wenn der Wartungs-Warnmodus eingestellt worden ist, kann die rote LED 234 leuchten, um den Benutzer dahingehend zu informieren, dass der Motor 222 so lange nicht arbeiten wird, bis die Wartung erfolgt ist. Wieder können die rote LED 234 und die grüne LED 235 durch ein Display ersetzt werden, die in der Lage ist, Text und/oder Zahlensymbole anzuzeigen, wie eine Flüssigkristallanzeige. Somit können derartige Warnungen dem Bediener auch unter Verwendung von Text und/oder Zahlensymbolen mitgeteilt werden.
Informationen hinsichtlich des tatsächlichen Betriebs und des vorbestimmten Wartungs-Warnzustands für den Winkelschrauber 201 werden im Speicher 328 gespeichert. Um feststellen zu können, ob der Wartungs-Warnzustand erreicht worden ist, können die folgenden repräsentativen Zustände überwacht werden:
die Anzahl, wie oft der Hauptschalter 226 betätigt worden ist,
die Anzahl, wie oft die Batterie 322 vom Winkelschrauber 201 entfernt worden ist,
die Gesamtanzahl der Betriebsstunden des Motors 222,
die Gesamtanzahl der Betriebsstunden des Getriebes 216 und/oder
die Gesamtanzahl der Betriebsstunden der Öleinheit 210.
Natürlich können bei Bedarf weitere Zustände überwacht werden.
Daten über jeden dieser tatsächlichen Betriebszustände und der vorbestimmte empfohlene bzw. erforderte Wartungslevel kann in verschiedenen Registern des Speichers 328 gespeichert werden, wie zum Beispiel in 17 gezeigt. Diese Wartungs-Warnzustände können zur Überwachung der Verwendung verschiedener Teile benutzt werden, die eventuell ausgetauscht werden müssen (z.B. der Hauptschalter 226, der elektrische Klemmpunkt für die Batterie 322 und den Werkzeugkörper, der Motor 222, der Planetenradmechanismus 216, die Öleinheit 210). Somit kann eine Wartung bzw. ein Austausch zu geeigneter Zeit erfolgen. Natürlich kann jeder der Schwellenwertlevel individuell gemäß der erwarteten Lebensdauer des jeweiligen Teils eingestellt werden. Folglich kann, wenn ein Wartungszustand für eines der Teile erreicht worden ist, der Motor 222 gestoppt werden und die Wartung muss erfolgen, ehe das Kraftwerkzeug wieder benutzt werden kann.
Darüber hinaus oder alternativ dazu kann das Kraftwerkzeug einen Wartungs-Warnlevel aufweisen. Wenn zum Beispiel ein spezieller Wartungszustand erreicht worden ist, kann der Bediener dahingehend gewarnt werden, dass ein spezielles Teil fällig ist für Wartung oder Austausch. Allerdings benutzt der Bediener das Kraftwerkzeug eventuell weiter, nachdem die Warnung erfolgt ist. Diese Wartungswarnung kann allein verwendet oder mit einer Motoraussetzung kombiniert werden, wobei der Motor so lange nicht arbeitet, bis die Wartung erfolgt ist. Folglich kann die Wartungswarnung bei einem ersten Schwellenwertlevel mitgeteilt werden, und die Motoraussetzung kann bei einem zweiten Schwellenwertlevel erfolgen, wobei der zweite Schwellenwertlevel über dem ersten Schwellenwertlevel liegt. In diesem Fall wird der Bediener gewarnt, dass ein spezielles Teil gewartet werden muss, wenn der erste Schwellenwertlevel erreicht ist. Wenn der Bediener die geforderte Wartung nicht durchführt, ehe der zweite Schwellenwertlevel erreicht wird, wird der Motor automatisch ausgesetzt, so dass die Wartung durchgeführt werden muss, ehe der Bediener das Kraftwerkzeug wieder benutzen kann. Dieser Vorgang ist nachstehend mit Bezug auf die 26 und 32 näher beschrieben.
Wiederum gemäß 17 können Informationen, die für die Fernsteuerung 250 zum Erkennen eines speziellen Winkelschraubers 201 erforderlich sind, ebenfalls im Speicher 328 gespeichert werden. Zum Beispiel können Informationen hinsichtlich des Modellnamens oder -typs und der Seriennummer des Winkelschraubers 201 im Speicher 328 gespeichert sein.
Eine repräsentative Fernsteuerung 250 ist in den 21 und 22 gezeigt und diese Fernsteuerung 250 kann zum Senden/Empfangen von Daten zu/von einem Winkelschrauber 201 verwendet werden. Wie in 21 gezeigt, kann ein Stromschalter 254 an einer Seite der Fernsteuerung 250 angebracht sein. Ferner sind verschiedene Eingabeschalter, z.B. ein EIN/AUS-Funktionsschalter 256, ein Warnungseinstellschalter 258, ein JA-Schalter 260, ein NEIN-Schalter 262, ein automatischer Stopp-Schalter 264, ein Aufzeichnungsschalter 266 über den tatsächlichen Gebrauch und ein Display 252 an der Vorderseite der Fernsteuerung 250 angeordnet. Das Display 252 kann verwendet werden zur Bestätigung von Informationen, die in den Schraubendreher 201 eingegeben worden sind, und zum Betrachten von Daten, die vom Schraubendreher 201 empfangen worden sind. Das Display 252 kann vorzugsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD) sein, auch wenn verschiedene Display-Arten verwendet werden können.
22 zeigt einen repräsentativen Steuerschaltkreis für die Fernsteuerung 250, die hauptsächlich den Mikrocomputer 276 enthalten kann. Der Mikrocomputer 276 kann z.B. eine CPU 280, einen ROM 282, einen RAM 284 und eine E/A-Schnittstelle (I/O) 278 enthalten. Vorzugsweise sind diese Komponenten auf einem einzelnen Chip integriert, jedoch können diese Komponenten natürlich separat verwendet werden. Der ROM 282 kann Programme zum Übertragen von Daten zu/von einem Winkelschrauber 201 speichern.
Signale von jedem der vorstehend beschriebenen Eingabeschalter sind an den Mikrocomputer 276 gekoppelt. Der Mikrocomputer 276 überträgt Informationssignale an das Display 252, um Informationen anzuzeigen. Die Infrarot-LED 268 ist über einen Infrarot-LED-Beleuchtungsschaltkreis 286 mit dem Mikrocomputer 276 verbunden, und die Photodiode 270 ist über einen Generator 288 für elektrische Signale verbunden. Die Infrarot-LED 268 erzeugt vorzugsweise Infrarotsignale, die relevante Daten enthalten, und diese Infrarotsignale werden von der Photodiode 238 empfangen, um Daten an den Winkelschrauber 201 zu übertragen. Die Photodiode 270 erfasst Infrarotsignale, die von der Infrarot-LED 237 des Schlagschraubendrehers 201 übertragen worden sind. Die Batterie 272 kann bequem innerhalb der Fernsteuerung 250 angebracht werden und liefert dem Mikrocomputer 276 über den Stromschalter 254 und den Stromschaltkreis 274 Strom.
Ein Speicher 290 ist mit dem Mikrocomputer 276 verbunden, und der Speicher 290 speichert vorzugsweise Einstelldaten für jeden Winkelschrauber 201, der mit der Fernsteuerung 250 kommuniziert. Folglich ist der Speicher 290 vorzugsweise in mehrere Domgins aufgeteilt, damit Daten für jeden jeweiligen Winkelschrauber 201, der mit der Fernsteuerung 250 kommuniziert, gespeichert werden können. Die in jeder abgeteilten Domgin gespeicherten Daten sind im Wesentlichen die gleichen Daten, wie die im Speicher 328 des Winkelschraubers 201 gespeicherten.
Ein repräsentatives Verfahren zur Verwendung der Fernsteuerung 250 zur Einstellung der Antriebs-(Betriebs-)Zustände für den Winkelschrauber 201 wird nun erläutert. Beispielsweise kann eine Überwachungsperson die Fernsteuerung 250 benutzen, um den Betrieb und den automatischen Stopp-Modus für eine Vielzahl von Winkelschraubern 201 einzustellen und dann kann jeder jeweilige Bediener den Winkelschrauber 201 benutzen. Jedoch fassen es die vorliegenden Lehren auch ins Auge, dass jeder Bediener, der die Fernsteuerung 250 benutzt, verschiedene Betriebsmodi und weitere Zustände für den Winkelschrauber 201 einstellt. Ferner kann der Bediener (oder eine Überwachungsperson) die Fernsteuerung 250 benutzen, um im Speicher 328 gespeicherte Informationen zu lesen, damit er den tatsächlichen Betriebszustand des Winkelschraubers 201, wie Gesamtstunden der Benutzung für ein Teil oder mehrere Teile, festlegen kann. Schließlich verwendet, wie vorstehend erwähnt, die vorliegende Ausführungsform Infrarotsignale, um Daten zwischen der Fernsteuerung 250 und dem Winkelschrauber 201 übertragen zu können. Jedoch können andere Funkfrequenzen verwendet werden. Darüber hinaus kann ein Kabel oder eine andere elektrisch leitfähige Einrichtung die Fernsteuerung 250 und den Winkelschrauber 201 verbinden, und die Daten können über die elektrisch leitfähige Einrichtung übertragen werden.
23 zeigt ein repräsentatives Verfahren zum Einstellen von einem Modus bzw. mehreren Modi unter Verwendung der Fernsteuerung 250. Zunächst wird der Stromschalter 254 eingeschaltet (S01) und eine der Funktionen ausgewählt, indem der passende Eingabeschalter, d.h. der EIN/AUS-Schalter 256 (S10), der Aufzeichnungsschalter 266 über den tatsächlichen Gebrauch (S20), der Warnungs-Einstellschalter 258 (S40), der automatische Stopp-Schalter 264 (S60), gedrückt wird. Im Folgenden wird jede dieser Funktionen und ein repräsentatives Programm zum Abarbeiten dieser Funktionen bereitgestellt.
(1) Einstellen des Betriebsmodus
Durch Wählen des EIN/AUS-Funktionsschalters 256 werden Daten zum Einstellen von einem Modus oder mehreren Modi (Funktionen) wie ein automatischer Batterie-Stopp-Modus und ein automatischer Timer-Stopp-Modus zum Winkelschrauber 201 übertragen. Ein repräsentatives Ablaufdiagramm für den Betrieb der Funktion des EIN/AUS-Schalters 256 ist in 24 dargestellt. Wenn die Funktion des EIN/AUS-Schalters 256 gewählt ist, erscheint die Frage „Batterie stopp?" auf dem Display 252 (S11). Wenn der automatische Batterie-Stopp-Modus erwünscht ist, wird der JA-Schalter 260 gedrückt. Wenn der automatische Batterie-Stopp-Modus nicht erwünscht ist, wird der NEIN-Schalter 262 gedrückt. Durch Wählen des JA-Schalters 260, wird der Wert 1 (eins) bei D0 eingestellt, wie in 18 gezeigt. Durch Wählen des NEIN-Schalters 262, wird der Wert 0 (Null) bei D0 eingestellt. Der Prozess fährt dann mit Schritt S12 fort, bei dem die Frage „Automatischer Timer-Stopp?" auf dem Display 252 angezeigt wird. Der JA-Schalter 260 wird gewählt, um den automatischen Timer-Stopp-Modus EINZUSCHALTEN und der NEIN-Schalter 262 wird gewählt, um den automatischen Timer-Stopp-Modus AUSZUSCHALTEN. Wenn der JA-Schalter gewählt wird, wird der Wert (0, 1) in D3, D2 eingestellt, und wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, wird der Wert (0, 0) eingestellt, wie in 18 gezeigt.
Der Prozess fährt dann mit Schritt S13 fort, bei dem das Display 252 die Frage „Automatische Aufschlags-Zählung stopp?" anzeigt. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, wird der automatische Zähl-Stopp-Modus EINGESCHALTET und wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, wird der automatische Zähl-Stopp-Modus AUSGESCHALTET. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, wird (1, 0) in D3, D2 eingestellt und der Prozess fährt mit Schritt S15 fort. Wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, fährt der Prozess mit Schritt S14 fort.
In Schritt S14 zeigt das Display 252 die Frage „Motor stopp?" an. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, wird der Motor-Stopp-Modus (Aussetzen) EINGESCHALTET und wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, wird der Motor-Stopp-Modus AUSGESCHALTET. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, werden in D3, D1 und D1 in dem in 18 gezeigten Register (0, 0, 0) eingestellt. Wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, werden in D3, D2 und D1 in dem in 18 gezeigten Register (0, 0, 1) eingestellt.
Der Prozess fährt dann mit Schritt S15 fort, bei dem das Display 252 die Frage „Wartungswarnung?" anzeigt. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, wird der Wartungswarnungsmodus EINGESCHALTET, und wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, wird der Wartungswar nungsmodus AUSGESCHALTET. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, wird, wie in 18 gezeigt, der Wert 1 in D4 eingestellt, und wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, wird der Wert 0 in D4 eingestellt.
Durch Anwenden dieses Verfahrens wird ein Datenbit übertragen, um den Winkelschrauber 201 zu instruieren, ob bestimmte Vorgänge (Funktionen) EIN- oder AUSGESCHALTET sind. Nachstehend wird ein repräsentativer Datenübertragungsprozess (Schritt S03 in 23) beschrieben.
(2) Rücksetzen von Informationen über die Aufzeichnungen des tatsächlichen Gebrauchs
Durch Wählen des Schalters 266 für die Aufzeichnung des tatsächlichen Gebrauchs werden Daten übertragen, um Informationen bezüglich des Ausmaßes des tatsächlichen Betriebs, die im Speicher 328 gespeichert sind, rücksetzen zu können. Informationen darüber, wie oft der Hauptschalter 226 betätigt worden ist, wie oft die Batterie 322 vom Gehäuse 203 entfernt worden ist, u.dgl. können im Speicher 328 rückgesetzt werden. Diese Funktion kann hilfreich sein, wenn das Kraftwerkzeug gewartet wird und ein oder mehrere Teile ausgetauscht werden. Da ein neues Teil in das Kraftwerkzeug eingesetzt worden ist, sollten die Informationen hinsichtlich der tatsächlichen Benutzung dieses Teils auf Null rückgesetzt werden. Wenn zum Beispiel der Hauptschalter 226 und die Öleinheit 10 durch neue Teile ausgetauscht werden, sollten die Informationen hinsichtlich der tatsächlichen Benutzung des Hauptschalters 226 und der Öleinheit 10 im Speicher 328 auf Null rückgesetzt werden. Somit speichert der Speicher 328 genaue Daten hinsichtlich der tatsächlichen Benutzung jedes speziellen Teils, ungeachtet dessen, ob bestimmte Teile ausgetauscht worden sind.
Ein repräsentatives Verfahren zum Rücksetzen von Informationen über die tatsächliche Benutzung wird nun mit Bezug auf 25 beschrieben. Wenn der Schalter 266 für die Aufzeichnung des tatsächlichen Gebrauchs gewählt wird, wird der Schritt S21 abgearbeitet und der Winkelschrauber 201 überträgt Daten hinsichtlich des im Speicher 328 gespeicherten Modells und der Seriennummer. Das Display 252 zeigt Kenndaten hinsichtlich des speziellen Kraftwerkzeugs (z.B. Modellname, Seriennummer), um zu bestätigen, dass die Aufzeichnung über den tatsächlichen Gebrauch für das richtige Kraftwerkzeug geändert wird. Wenn die richtige Modellnummer in Schritt 22 angezeigt wird, wird der JA-Schalter 260 gedrückt. Wenn nicht die richtige Modellnummer angezeigt wird, wird der NEIN-Schalter 262 gewählt und der Bediener kann ein anderes Kraftwerkzeug lokalisieren. Wenn der JA-Schalter 260 als Antwort auf Schritt 22 ge drückt worden ist, wird als nächstes die Seriennummer des Kraftwerkzeugs angezeigt. Wenn das Display 252 in Schritt S23 die korrekte Seriennummer anzeigt, wird der JA-Schalter 260 gedrückt. Wenn die Seriennummer nicht stimmt, wird das korrekte Kraftwerkzeug lokalisiert.
Die durch Schritt 22 und Schritt 23 erzeugten Informationen bestätigen, dass der korrekte Winkelschrauber 201 gewählt worden ist. Danach überträgt der Winkelschrauber 201 Informationen hinsichtlich der Aufzeichnung des tatsächlichen Gebrauchs, und der Mikrocomputer 276 empfängt diese Informationen. Zum Beispiel überträgt der Winkelschrauber 201 im Speicher 328 gespeicherte Daten hinsichtlich der Anzahl der Betätigung des Hauptschalters 226. Dann zeigt das Display 252 „Schalter oooo" (S24) an, und der Betrachter kann die tatsächliche Anzahl der Betätigung des Hauptschalters 226 bestätigen. Der JA-Schalter 260 wird gewählt, um zu bestätigen, dass der Betrachter die Informationen gesehen hat, und der Prozess fährt mit Schritt S25 fort, bei dem das Display 252 „Schalter rücksetzen?" anzeigt. Wenn zum Beispiel der Hauptschalter 226 während eines Wartungsvorgangs ausgetauscht worden ist, werden die tatsächlichen im Speicher 328 gespeicherten Gebrauchsdaten auf „0" rückgesetzt, wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird. Wenn andererseits der Hauptschalter 226 nicht ausgetauscht worden ist, wird der NEIN-Schalter 262 gewählt und der Prozess fährt mit dem nächsten Schritt fort.
Der gleiche Vorgang kann für jedes der Teile wiederholt werden, für das im Speicher 328 Aufzeichnungen über den tatsächlichen Gebrauch gespeichert sind. Folglich können die folgenden repräsentativen Zustände rückgesetzt werden:
die Anzahl, wie oft die Batterie 322 entfernt worden ist (S26 oder S27),
die tatsächlichen Betriebsstunden des Motors 222 (S28 oder S29),
die tatsächlichen Betriebsstunden bestimmter Getriebe wie dem Planetenradmechanismus 216 (S30 oder S31), und
die tatsächlichen Betriebsstunden der Öleinheit 210 (S32 oder S33).
Daher ist es nicht erforderlich, die genauen Schritte für jeden dieser speziellen Zustande zu wiederholen, da die vorstehend beschriebenen Schritte auch für jeden dieser Zustande verwendet werden können.
Die vorstehend beschriebenen übertragenen Daten, die im Prozess vorab festgelegt werden, werden an den Winkelschrauber 201 mittels des Datendurchlass-Übertragungsprozesses (Schritt S03 in 16) auf ähnliche Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Einstellbetriebsmodus geschickt. Der Datendurchlass-Übertragungsprozess wird nachstehend erläutert.
(3) Warneinstellungen ändern
Nach 26 werden, wenn der Warneinstellschalter 258 gewählt wird, Daten an den Winkelschrauber 201 übertragen, um die Wartungs-Warnzustände einstellen zu können. Zu diesem Zeitpunkt wird die erste Frage „Warnung für Schaltung ändern?" auf dem Display 252 angezeigt (S41). Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, zeigt das Display 252 „Schalter 0000" an (S42) (d.h. die momentane Einstellung der Anzahl der Betätigung des Hauptschalters 226, ehe die Wartungswarnung erfolgt) und dieser Wert kann geändert werden. Wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, fährt der Prozess mit Schritt S43 fort. Die Einstellung für die Wartungswarnung für den Hauptschalter kann erhöht werden, indem der EIN/AUS-Schalter 256 gedrückt wird, und kann vermindert werden, indem der Schalter 266 für die Aufzeichnung des tatsächlichen Gebrauchs gedrückt wird. Wenn der passende Wert ausgewählt worden ist, wird der JA-Schalter 260 gedrückt und Prozess fährt mit Schritt S43 fort. Danach kann die Einstellung für die Anzahl der Entnahme der Batterie 322, ehe die Wartungswarnung erfolgt, unter Verwendung der Schritte S43-S46 geändert werden. Auf ähnliche Weise kann die Gesamtbetriebsstundenzahl des Motors 222 vor Erfolgen der Wartungswarnung unter Verwendung der Schritte S45-S46 geändert werden. Ferner kann die Gesamtbetriebsstundenzahl der Getriebe wie dem Planetenradmechanismus 16 unter Verwendung der Schritte S47-S48 geändert werden, und die Gesamtbetriebsstundenzahl der Öleinheit 10 kann unter Verwendung der Schritte S50-S51 geändert werden.
Die Übertragung von Daten zum Winkelschrauber 201 für den Warneinstellprozess kann unter Verwendung des in 23 gezeigten Übertragungsprozesses (Schritt S03) erfolgen, was nachstehend genauer erläutert wird.
(4) Automatische Stopp-Modus-Einstellungen ändern
Wenn der automatische Stopp-Schalter 264 gewählt wird, können die Daten für eine Änderung der Betriebsstundenanzahl des Motors 222 rückgesetzt werden, ehe der Motor 222 unter Verwendung des automatischen Timer-Stopp-Modus automatisch ausgesetzt (gestoppt) wird. Auf ähnliche Weise kann die Schlaganzahl vor der automatischen Aussetzung (Stopp) des Motors 222 unter Verwendung der automatischen Aufschlagzahl-Stopp-Funktion geändert werden.
Nach 27, wird, wenn der automatische Stopp-Schalter 264 gewählt wird, die Frage „Timer-Einstellung ändern?" auf dem Display 252 gezeigt (S61). Wenn der NEIN-Schalter 262 gewählt wird, führt der Prozess mit Schritt S63 fort. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, zeigt das Display 252 „Automatischer Timer-Stopp 0000" an (S62), um die momentane Einstellung für die Betriebsstundenanzahl des Motors 222 anzuzeigen, ehe der Motor 222 automatisch für die Durchführung der Wartung gestoppt wird. Somit kann die Betriebsstundenanzahl erhöht werden, indem der EIN/AUS-Schalter 256 gedrückt wird, und kann gemindert werden, indem der Schalter 266 für die Aufzeichnung des tatsächlichen Gebrauchs gedrückt wird. Nachdem die gewünschten Stunden gewählt worden sind, wird der JA-Schalter 260 gedrückt, und der Prozess fährt mit Schritt S63 fort. Die Anzahl der Schläge kann unter Verwendung der Schritte S63-S64 auf ähnliche Weise rückgesetzt werden, damit die automatische Schlag-Zähl-Stopp-Funktion rückgesetzt werden kann.
Wieder kann die Übertragung von Daten zum Winkelschrauber 201 für die automatischen Stopp-Einstellprozesse unter Verwendung des in 23 gezeigten Übertragungsprozesses (Schritt S03) erfolgen, was nachstehend erläutert wird.
Wiederum gemäß 23 fährt, nachdem die passenden Daten in der Fernsteuerung 250 gewählt worden sind, der Prozess mit Schritt S02 fort und das Display 252 zeigt die Frage „Daten übertragen?" an. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, werden die Daten in Schritt S03 von der Fernsteuerung 250 zum Winkelschrauber 201 übertragen.
Mit Bezug auf 28 wird ein repräsentativer Datenübertragungsprozess (S03) für die Fernsteuerung 250 (Sender) und den Winkelschrauber 201 (Empfänger) erläutert. Nachdem ein Startsignal zum Starten der Übertragung gesendet worden ist, ist die Fernsteuerung 250 so lange in Bereitschaft, bis ein Signal BEREIT vom Winkelschrauber 201 empfangen worden ist. Nach Erhalt des Signals BEREIT (JA in Schritt S70) fährt der Prozess mit Schritt S71 für den Datenübertragungsprozess fort. Wie in 29 gezeigt, können die zum Winkelschrauber 201 übertragenen Daten vorzugsweise aus einem Blockdatenteil (8 Bit) und einem Datenteil (24 Bit) bestehen. Der Blockdatenteil enthält die Daten für das Einstellmenü (z.B. Programmmodus einstellen, Aufzeichnung des tatsächlichen Gebrauchs rücksetzen, Wartungswarnmodus einstellen, automatischen Stopp-Modus einstellen). Der Datenteil (24 Bit) kann einen Satz von 8 Bit-Daten enthalten, der einen neuen Datensatz repräsentiert, der im Speicher 328 gespeichert wird, einen Separa tor (01) und einen zweiten Satz von 8-Bit-Daten, der der gleiche wie bei dem ersten Satz von 8-Bit-Daten sein kann. Nach der Datenübertragung ist die Fernsteuerung 250 in Bereitschaft (S72). Wenn die übertragenen Daten 1 Byte (8 Bit) übersteigen, wird der Prozess nach Schritt S70 wiederholt.
Wenn alle Daten richtig zum Winkelschrauber 201 übertragen worden sind, kehrt der Prozess zu dem in 23 gezeigten Schritt S04 zurück und das Display 252 zeigt die Frage „Übertragung beendet?" an. Wenn der JA-Schalter 260 gewählt wird, ist die Datenübertragung zum Winkelschrauber 201 beendet. Wenn ein weiterer Einstellvorgang erforderlich ist, kann der Bediener eine der Tasten 256, 258, 264, 266 drücken, um zu Schritt S10, S20, S40 oder S60 zurückzukehren. Danach kann ein weiterer Datenübertragungsvorgang durchgeführt werden. Die zum Winkelschrauber 201 übertragenen Daten werden vorzugsweise in einer speziellen Adresse des Speichers 290 innerhalb der Fernsteuerung 250 gespeichert.
Mit Bezug auf 30 wird ein repräsentatives Programm zum Senden und Empfangen von Daten durch den Winkelschrauber 201 erläutert. Nach Empfang eines Datenübertragungs-Startsignals von der Fernsteuerung 250 überträgt der Winkelschrauber 201 in Schritt S73 das Signal BEREIT an die Fernsteuerung 250. Nachdem die Fernsteuerung 250 das Signal BEREIT vom Winkelschrauber 201 erhalten hat, werden Daten von der Fernsteuerung 250 übertragen und der Winkelschrauber 201 erhält die übertragenen Daten in Schritt S74. Dann verifiziert der Winkelschrauber 201 in Schritt S75, ob die korrekten Daten empfangen wurden. Die Verifizierung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem der erste Satz von 8-Bit-Daten mit dem zweiten Satz von 8-Bit-Daten verglichen und bestimmt wird, ob die beiden Sätze gleich sind. Wenn die korrekten Daten erhalten worden sind, kehrt der Prozess zu Schritt S73 zurück. Wenn die erhaltenen Daten nicht korrekt sind (NEIN in Schritt S74), wird der Prozess nach Schritt S74 so lange wiederholt, bis die korrekten Daten erhalten worden sind. Der Speicher 328 speichert die erhaltenen Daten, und der Mikrocomputer 239 kann die neuen Daten verwenden, um den Winkelschrauber 201 gemäß dem Betriebsmodus zu betreiben, der unter Verwendung der Fernsteuerung 250 eingestellt worden ist. Bei dieser Ausführungsform können, da der Betriebsmodus nur unter Verwendung der Fernsteuerung 250, die sich separat zum Werkzeugkörper befindet, geändert werden kann, die Betriebszustände nicht frei geändert werden.
Eine optionale Modifikation des Vergleichsbeispiels wird nun erläutert. Beispielsweise kann die Fernsteuerung 250 auch ein Programm enthalten, das festlegt, ob ein spezielles Kraftwerkzeug wahrscheinlich einen Wartungswarnschwellenwert erreichen wird, ehe die nächste planmäßige Überprüfung der Aufzeichnung der tatsächlichen Benutzung unter Verwendung der Fernsteuerung 250 erfolgt. Zum Beispiel können die gegenwärtigen Kraftwerkzeuge in einer Montagestraße eingesetzt werden, und ein einzelnes Werkzeug kann im Wesentlichen kontinuierlich über mehrere Stunden am Stück eingesetzt werden. Damit der Lauf der Montagestraße effizient ist, sollten sämtliche Kraftwerkzeuge während der gesamten Schicht richtig arbeiten. Wenn ein Kraftwerkzeug während einer Schicht einer Montagestraße stoppt oder repariert werden muss, muss der Bediener seine/ihre Stelle an der Montagestraße verlassen und die Montagestraße möglicherweise stoppen oder verlangsamen.
Um dieses mögliche Problem zu vermeiden, enthält die Fernsteuerung 250 ein Programm, das die Aufzeichnung der momentanen tatsächlichen Benutzung des Kraftwerkzeugs überprüfen kann. Die Aufzeichnung der tatsächlichen Benutzung kann zum Beispiel unter Verwendung der Fernsteuerung 250 überprüft werden, ehe eine Schicht beginnt. Die Aufzeichnung der tatsächlichen Benutzung wird zur Fernsteuerung 250 übertragen und das Programm fügt eine vorbestimmte Zeitdauer (d.h. Stunden) oder Anzahl von Vorgängen ein, die vor der nächsten erwarteten Überprüfung der Aufzeichnung der tatsächlichen Benutzung erwartet wird. Beispielsweise kann die Aufzeichnung der tatsächlichen Benutzung erneut überprüft werden, nachdem die Schicht beendet ist, oder sie kann in jedem anderen passenden Intervall (z.B. täglich, wöchentlich etc.) überprüft werden. Dann vergleicht das Programm die Aufzeichnung der tatsächlichen Benutzung plus die erwartete Benutzung (bis zur nächsten Statusüberprüfung) mit der Einstellung der Wartungswarnung (bzw. der Warnung). Daher kann die Fernsteuerung 250 festlegen, ob das Kraftwerkzeug wahrscheinlich den Wartungswarnlevel (oder den Wartungswarngrad) vor der nächsten Statusüberprüfung erreichen wird.
Als repräsentatives Beispiel kann die Aufzeichnung der momentanen tatsächlichen Benutzung für den Motor 1195 Stunden und der Wartungswarnlevel kann 1200 Stunden betragen. Ferner beträgt die erwartete Motorbenutzung bis zur nächsten Statusüberprüfung 6 Stunden. Wenn die Fernsteuerung 250 die Motorbenutzung (1195 Stunden) überprüft und die erwartete Benutzung vor der nächsten Statusüberprüfung (6 Stunden) hinzufügt, wart die Fernsteuerung 250 den Bediener, dass die Motorbenutzung wahrscheinlich den Wartungswarnlevel vor der nächsten Statusüberprüfung übersteigen wird. Daher kann der Bediener das Kraftwerkzeug vor Beginn der Schicht überprüfen oder ein anderes Kraftwerkzeug wählen, und die Montagestraße verzögert sich nicht aufgrund eines Kraftwerkzeugs, das während einer Schicht den Wartungswarnlevel erreicht.
31 zeigt ein von der Fernsteuerung 250 während dieser Statusüberprüfung abgearbeitetes Programm. In Schritt S90 beginnt die Fernsteuerung 250 mit der Übertragung mittels eines speziellen Kraftwerkzeugs. Daraufhin überträgt das Kraftwerkzeug Kenndaten sowie Aufzeichnungsdaten über die tatsächliche Benutzung (S91). Die Fernsteuerung 250 kann dann ihre Speichereinstellungen für das spezielle Kraftwerkzeug und die neuen Aufzeichnungsdaten über die tatsächliche Benutzung erneuern (S92).
Dann führt die Fernsteuerung 250 die Statusüberprüfung durch, um festzulegen, ob ein Wartungszustand innerhalb des nächsten planmäßigen Benutzungsintervalls auftreten wird. Die passenden Wartungszustände werden vom Speicher 290 erneut abgerufen (S93) und mit den vom Kraftwerkzeug erhaltenen neuen Aufzeichnungsdaten über die tatsächliche Benutzung verglichen. Ferner kann die Fernsteuerung 250 eine passende Größe zu den Daten über die tatsächliche Benutzung hinzufügen, um vorhersagen zu können, ob eine Wartung erforderlich ist (S94). Wenn zu einer Wartung geraten wird, führt der Prozess mit Schritt S97 fort und das Display 252 kann „NG" (nicht gut) oder eine andere passende Warnung anzeigen, um den Bediener darauf hinzuweisen, dass eine Wartung durchgeführt werden sollte, bevor das Kraftwerkzeug erneut benutzt wird. Wenn eine Wartung aufgrund der speziellen Daten über die tatsächliche Benutzung, die überprüft worden sind (NEIN in Schritt S94), nicht erforderlich ist, führt der Prozess mit Schritt S95 fort, um festzustellen, ob alle Wartungszustände überprüft worden sind. Wenn nicht, werden die Schritte S93 und S94 für andere Datenarten über die tatsächliche Benutzung wiederholt. Wenn alle Wartungszustände überprüft worden sind, zeigt das Display 252 „OK" oder eine andere ähnliche Bestätigung, dass das Kraftwerkzeug ohne Durchführung einer Wartung benutzt werden kann, an.
32 zeigt einen repräsentativen Prozess, der während des Betriebs des Kraftwerkzeugs 201 vom Mikrocomputer 239 abgearbeitet werden kann, um festzustellen, ob ein Wartungs-Stopp-Level erreicht worden ist. Dieser Prozess kann wiederholt unter Betrieb ausgeführt werden.
In Schritt S81 werden Daten für die Aufzeichnung der tatsächlichen Benutzung im Speicher 328 erneuert (Update). Folglich müssen während der Benutzung des Kraftwerkzeuges die Daten über die tatsächliche Benutzung kontinuierlich einem Update unterzogen werden, so dass genaue In formationen im Speicher 328 gespeichert werden. Danach werden die Daten über die tatsächliche Benutzung mit einem oder mehreren vorab eingestellten Wartungszustandslevels verglichen (S82). Bei dieser Ausführungsform sind zwei Wartungslevel vorgesehen. Wenn der erste Wartungslevel überstiegen wird (JA in Schritt S82), wird eine Wartungswarnung ausgegeben (Schritt S83). Diese Wartungswarnung kann visuell erfolgen (z.B. können LEDs oder eine LCD-Anzeige eine visuelle Warnung anzeigen) und/oder hörbar (z.B. kann der Empfänger 230 einen Warnton ausgeben), wie vorstehend erörtert. Wenn der erste Wartungslevel nicht erreicht worden ist, geht das Programm zum Ende.
Bei diesem Beispiel ist es dem Bediener erlaubt, das Kraftwerkzeug selbst dann weiter zu betätigen, wenn der erste Wartungslevel erreicht worden ist. Jedoch bestimmt, nachdem festgelegt worden ist, ob der erste Wartungslevel erreicht worden ist, das Kraftwerkzeug dann, ob ein zweiter, höherer Wartungslevel erreicht worden ist (S84). Wenn der höhere Wartungslevel erreicht worden ist, wird der Motor 222 ausgesetzt (gestoppt) und der Bediener darf das Kraftwerkzeug so lange nicht betreiben, bis eine geeignete Wartung erfolgt ist (S85). Wenn der zweite Wartungslevel nicht erreicht worden ist (NEIN in Schritt S84), geht der Prozess zum Ende. Natürlich kann dieses Programm auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne die Substanz der gewünschten Ergebnisse zu ändern.
Auch wenn dieses Vergleichsbeispiel in Bezug auf einen Winkelschrauber beschrieben worden ist, sind diese Lehren natürlich auch auf jeden anderen Typ eines Kraftwerkzeuges anwendbar. Darüber hinaus kann jeder der bei der ersten repräsentativen Ausführungsform und dem ersten Vergleichsbeispiel beschriebenen Antriebszustände bei dem Beispiel verwendet werden. Folglich können die Modi A, B, C, D, E und F bei dem Beispiel verwendet werden, und jeder der Modi kann unter Verwendung der Fernsteuerung 250 eingegeben werden. Ferner kann die Fernsteuerung 250 ein anderer Typ einer externen Vorrichtung sein, wie ein Computer für allgemeine oder spezielle Zwecke, und die Informationen können zum Kraftwerkzeug unter Verwendung eines Kabels übertragen werden.
Im gesamten Text, der die repräsentativen Ausführungsformen beschreibt, ist der Begriff „Mikrocomputer" verwendet worden. Jedoch wird der Fachmann erkennen, dass eine Vielzahl von Steuereinrichtungen bei den vorliegenden Lehren verwendet werden kann, wie ein Prozessor, ein Mikroprozessor, ein Prozessor für allgemeine Zwecke, ein Prozessor für spezielle Zwecke und andere Status-Maschinen, die in geeigneter Weise konstruiert worden sind.

Claims

Kraftwerkzeug, mit einem Mittel (2, 4, 8, 22) zum Erzeugen eines erhöhten Drehmoments, bei dem das Erzeugungsmittel (2, 4, 8, 22) Aufschlaggeräusche emitiert, wenn das erhöhte Drehmoment erzeugt wird, wobei die Aufschlaggeräusche in ein schmales Frequenzband fallen, gekennzeichnet durch ein Mittel (30) zum Detektieren von Aufschlaggeräuschen, bei dem das Detektionsmittel (30) eine Empfindlichkeit für eine Spitzenfrequenz, die im Wesentlichen dieselbe wie die Spitzenfrequenz der Aufschlaggeräusche ist, aufweist, bei dem das Detektionsmittel (30) Frequenzen, die um mehr als 10 % höher oder um mehr als 10 % niedriger als die Spitzenfrequenz, die repräsentativ für die Aufschlaggeräusche ist, sind, um mindestens 50 % dämpft, und bei dem das Detektionsmittel (30) ein piezoelektrisches Material aufweist.
Kraftwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem das Detektionsmittel (30) ein piezoelektrisches keramisches Material aufweist.
Kraftwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das piezoelektrische Material an einer Metallplatte so haftet, dass eine Membran gebildet ist.
Kraftwerkzeug nach Anspruch 3, bei dem die Membran in einem Resonanzhohlraum knotenmontiert ist.
Kraftwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Detektionsmittel (30) einen piezoelektrischen Summer mit einer Spitzenfrequenz von 4 kHz aufweist.
Kraftwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Mittel zum Erzeugen eines erhöhten Drehmomentes einen Amboss (2) und einen Hammer (4) zum Schlagen auf den Amboss (2), so dass der Amboss (2) sich dreht, aufweist.
Kraftwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Detektionsmittel (30) elektrische Signale basierend auf den Aufschlaggeräuschen erzeugt und das Kraftwerkzeug weiter ein Mittel (104) zum Vergleichen des Pegels der elektrischen Signale mit einem Referenzpegel, ein Mittel (38) zum Zählen der Anzahl von Aufschlagsgeräuschen basierend auf der Anzahl von Ereignissen, bei denen die elektrischen Signale den Referenzpegel überschreiten, und ein Mittel (38) zum Steuern einer Antriebsquelle, die mit dem Mittel zum Erzeugen eines erhöhten Drehmoments gekoppelt ist, entsprechend der gezählten Anzahl von Aufschlägen aufweist.
Kraftwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Detektionsmittel (30) elektrische Signale basierend auf den Aufschlaggeräuschen erzeugt und das Kraftwerkzeug weiter ein Mittel (104) zum Vergleichen des Pegels der elektrischen Signale mit einem Referenzpegel, und einen Prozessor (39), der programmiert ist zum Zählen der Anzahl von Aufschlaggeräuschen basierend auf der Anzahl von Ereignissen, bei denen die elektrischen Signale den Referenzpegel überschreiten, und zum Steuern einer Antriebsquelle, die mit dem Mittel (2, 4, 8, 22) zum Erzeugen eines erhöhten Drehmoments gekoppelt ist, entsprechend der gezählten Anzahl von Aufschlägen aufweist.