EP3439830B1 - Steuerungsverfahren eines schlagschraubers - Google Patents

Steuerungsverfahren eines schlagschraubers Download PDF

Info

Publication number
EP3439830B1
EP3439830B1 EP17713969.8A EP17713969A EP3439830B1 EP 3439830 B1 EP3439830 B1 EP 3439830B1 EP 17713969 A EP17713969 A EP 17713969A EP 3439830 B1 EP3439830 B1 EP 3439830B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impact
anvil
angle
operating mode
hammer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP17713969.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3439830A1 (de
Inventor
Christian WOETZL
Dario BRALLA
Matthaeus ALBERDING
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP3439830A1 publication Critical patent/EP3439830A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3439830B1 publication Critical patent/EP3439830B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • B25B21/026—Impact clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1475—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers for impact wrenches or screwdrivers

Definitions

  • the present invention relates to a control method for an impact wrench for fastening steel structural elements by means of screw connections as shown in FIG DE 694 00 774 T2 known.
  • the control method includes two operating modes which are executed in response to a position of a selector switch.
  • the first operating mode includes the following steps: Making initial blows of the hammer on the anvil; Detecting the event of an impact of the hammer on the anvil with an impact sensor; Detecting an angular position of the anvil with an angle sensor; Estimating a single impact angle of the anvil from the most recently recorded impact based on the angular position of the anvil before the most recently recorded impact and the angular position of the anvil after the most recently recorded impact and comparing the single impact angle with a target single impact angle.
  • the first operating mode is ended when the single lay angle falls below a single lay target angle.
  • the second operating mode provides the following steps: detecting the angular position of the anvil with the angular sensor as the starting position; Making second blows of the hammer on the anvil; and detecting a relative angle of rotation of the anvil to the starting position during the second strikes.
  • the second operating mode is ended when the relative angle of rotation exceeds a standard angle.
  • the combined control methods are both unsuitable for securely fastening steel construction elements with screwing elements, for example screws, bolts, nuts, using an electromechanical impact wrench.
  • the combination of the two methods enables the screw elements to be tightened reliably with the limited sensory means of an impact wrench.
  • One embodiment provides for a rotational movement of the machine housing to be detected with a rotational movement sensor during the second operating mode and the relative rotational angle to be determined based on the angular position of the anvil and the rotational movement of the machine housing.
  • pivoting movements of the impact wrench by the user are preferably taken into account when determining the switch-off criterion.
  • One embodiment provides that, during the first operating mode, a predetermined number of third blows are carried out with the hammer after the target single blow angle is undershot. If a selected screw connection requires very small single stroke target angles, the method can approximately be ended at a higher single stroke target angle and supplemented by a fixed number N of strokes.
  • the single beat angle to the first beat can be determined and compared with the single beat target angle. If the single lay angle exceeds the single lay target angle, the second operating mode is canceled. The screw connection and possibly neighboring screw connections are not yet properly tightened in the first operating mode.
  • the setting of the screw connections can log the first operating mode and the second operating mode individually for each screw.
  • Fig. 1 shows schematically the structure of an impact wrench 1.
  • One application of the impact wrench 1 is screwing a steel plate 2 onto a steel girder 3.
  • the steel plate 2 and the steel girder 3 are connected to one another by a screw 4 and a nut 5.
  • the typical steel plates and steel girders have undefined curved surfaces which, when screwed together, exert a counterforce like a steel spring.
  • the impact wrench 1 supports the user in a secure screw connection.
  • the steel plate should lie flat against the steel beam and the screw 4 should not be overstretched.
  • the screw 4 or the nut 5 are tightened in two phases.
  • the screw head of the screw 4 is advantageously fixed and the nut 5 is tightened.
  • the nut 5 is tightened until the screw 4 is stretched to approximately 40% to 60% of its elastic limit.
  • the elongation is not measured directly, but estimated by a single stroke angle theta through which the nut 5 rotates with a single stroke. It was recognized that for the targeted range of the yield point, ie 40% to 60%, the single lay angle theta is largely solely dependent on the screw 4 and the nut 5 , and only to a small extent on the unknown stresses of the steel girder 3 and the Steel plate 2 are.
  • an upper limit is determined in test series for each screw type, i.e.
  • a subsequent second phase the nut 5 is tightened until the screw 4 is stretched to approximately 70% to 80% of its elastic limit.
  • the elongation is not measured directly, but is estimated by a relative angle of rotation dphi of the nut 5 with respect to the screw 4. It was recognized that this expansion can no longer be determined with sufficient accuracy by means of the single lay angle theta .
  • the a priori unknown influences e.g. scattering coefficients of friction, individual properties of the Steel plate 2 etc., the dependence of the single lay angle theta on the elongation dominate.
  • the relative rotation angle dphi is a robust measure for the expansion from the expansion already achieved through the first phase.
  • an upper limit (standard angle dPhibz) is determined in test series for each screw type, i.e. depending on the diameter, length, thread pitch, material pairing of screw 4 and nut 5 etc. It can be advantageous to set the standard angle dPhi as a function of the total thickness of the steel beam 3 and the steel plate 2 to be determined.
  • the relative angle of rotation is determined from the beginning of the second phase, eg set to zero at the beginning of the second phase.
  • the nut 5 is tightened by turning it by the standard angle dPhi.
  • the step-by-step tightening of the screw 4 proves to be tolerant of different tensions between the steel plate 2 and the steel girder 3. A possible overstretching of the screw 4 by tightening it in one step up to a predetermined torque can be avoided.
  • the impact wrench 1 has an electric motor 7, an impact mechanism 8 and an output spindle 9.
  • the impact mechanism 8 is continuously driven by the electric motor 7.
  • a retroactive torque M of the output spindle 9 exceeds a load value M0
  • the percussion mechanism 8 periodically exerts impacts on the output spindle 9 with a brief but very high torque.
  • the output spindle 9 rotates accordingly initially continuously and then gradually around a working axis 10.
  • the electric motor 7 can be fed via a battery 11 or can be mains-fed.
  • the impact wrench 1 has a handle 12 by means of which the user can hold and guide the impact wrench 1 during operation.
  • the handle 12 can be attached to a machine housing 13 in a rigid manner or by means of damping elements.
  • the electric motor 7 and the hammer mechanism 8 are arranged in the machine housing 13 .
  • the electric motor 7 can be switched on and off by means of a button 14.
  • the button 14 is arranged, for example, directly on the handle 12 and can be actuated by the hand surrounding the handle.
  • the impact wrench 1 has an operating mode switch 15 for switching between a first operating mode and a second operating mode.
  • the striking mechanism 8 has a hammer 16 and an anvil 17.
  • the hammer 16 has claws 18 which rest against claws 19 of the anvil 17 in the direction of rotation.
  • the hammer 16 can transmit a continuous torque or brief rotary impulses to the anvil 17 via the claws 18 .
  • a coil spring 20 tensions the hammer 16 in the direction of the anvil 17 , whereby the hammer 16 is held with the anvil 17 in engagement. If the torque exceeds the threshold value, the hammer 16 is displaced against the force of the helical spring 20 until the claws 18 are no longer in engagement with the anvil 17 .
  • the electric motor 7 can accelerate the hammer 16 in the direction of rotation until the hammer 16 is again forced into engagement with the anvil 17 by the helical spring 20. The meanwhile obtained kinetic energy is transferred by the hammer 16 to the anvil 17 in a short pulse.
  • One embodiment provides that the hammer 16 is positively guided on a drive spindle 21 along a spiral path 22 .
  • the positive guidance can be implemented, for example, as a spiral recess in the drive spindle 21 and a pin of the hammer 16 engaging in the recess.
  • the drive spindle 21 is driven by the electric motor 7 .
  • the output spindle 9 protrudes from the machine housing 13 .
  • the protruding end forms a tool holder 23.
  • the tool holder 23 has a square cross-section.
  • a socket 24 or a similar tool can be plugged onto the tool holder 23 .
  • the socket 24 has a socket 25 with a square, hollow cross-section, the dimensions of which essentially correspond to the tool holder 23.
  • the socket 24 has a mouth 26 for receiving the hexagonal screw 4 or a hexagonal nut.
  • the impact wrench 1 has an impact sensor 27 for detecting impacts.
  • the impact sensor 27 is, for example, an acceleration sensor 28 or a microphone.
  • the blows lead to a vibration of the impact wrench 1 with a characteristic signature.
  • the amplitude of the detected acceleration or the volume of the detected noises can be compared with a limit value.
  • the impact sensor 27 includes an evaluation of the power consumption of the electric motor 7.
  • the power consumption shows a characteristic brief jump in the power consumption when the hammer 16 hits the anvil 17.
  • the impact sensor 27 can, for example, filter the power consumption signal by means of a high-pass filter and compare it with a limit value. Instead of or in addition to the power consumption, brief changes in the rotary movement of the hammer 16 or the electric motor 7 can be detected. During the impact, the speed U of the electric motor 7 is reduced, for example, for a short time.
  • the impact wrench 1 has an angle sensor 29 for detecting an angular position phi of the anvil 17 or of the tool holder 23.
  • the angle sensor 29 can directly detect the angular position phi of the anvil 17.
  • optically detectable markings for example grooves, can be embossed on the anvil 17.
  • the angle sensor 29 is based on an optical sensor system which detects the markings.
  • the angle sensor 29 can estimate the progress of the angular position phi of the tool holder 23.
  • the angle sensor 29 estimates, for example, the angular position phi based on the rotary movement of the drive spindle 21 during the period between two strokes.
  • the hammer 16 and the anvil 17 were in the meantime disengaged exactly once.
  • the anvil 17 does not rotate during the missing intervention.
  • the next engagement occurs when the pawls 18, 19 are rotated back into an engaging position.
  • These positions are typically offset from one another by the angular spacing of the claws 18 of the hammer 16.
  • the anvil 17 has rotated by this angular distance less than the hammer 16 during the period between two blows.
  • the rotary movement of the hammer 16 can be detected directly on the hammer 16, the drive spindle 21 or indirectly on the electric motor 7 .
  • the device control 30 detects the position of the operating mode switch 15.
  • the device control 30 executes a first operating mode or a second operating mode according to the position of the operating mode switch.
  • the first operating mode can begin with an optional preliminary phase.
  • the screw 4 rotated continuously.
  • the impact wrench 1 rotates the tool holder 23 at a continuous speed U, which is equal to the speed Uh of the hammer 16 (step S1 ).
  • the speed U can be specified by the user via the button 14 or can be stored as a specified value in the device control 30.
  • the impact wrench 1 can lower the speed Uh of the hammer 16 in order to suppress the impact mechanism from hitting.
  • the speed Uh can be reduced down to a minimum value.
  • An angular position phi of the tool holder 23 increases continuously. The continuous turning enables a high working speed.
  • the impact wrench 1 stops the continuous rotation of the tool holder 23 as soon as the retroactive torque M on the tool holder 23 exceeds a predetermined load value M0 (step S2 ).
  • the impact wrench 1 changes automatically to an impacting operation.
  • the change is preferably implemented by the mechanical structure of the impact wrench 1 .
  • the load value M0 is specified by the spring strength of the helical spring 20 and the inclination of the track 22.
  • the load value M0 can be varied, for example, by means of an adjustable preload of the helical spring 20.
  • the impact wrench 1 strikes the hammer 16 repeatedly in the direction of rotation 31 on the anvil 17 (step S3 ).
  • the angular position phi of the tool holder 23 now changes discontinuously, ie gradually.
  • the anvil 17 rotates through each individual impact through a single impact angle theta in the direction of rotation 31.
  • the anvil 17 rests between the impacts.
  • the single impact angle theta is dependent on the counter-torque of the nut 5.
  • the impact energy is preferably constant.
  • the counter-torque of the nut 5 increases with the progressive tightening of the nut 5 , so the single lay angle theta is reduced.
  • the single beat angle theta can decrease uniformly and monotonously. However, there can also be jumps in the single-stroke angle theta .
  • An interim increase in the single lay angle theta is also possible if, for example, the steel plate 2 relaxes.
  • the point in time at the impact events H1, H2, Hn of a strike is indefinite a priori.
  • the single impact angle theta is recorded for each individual impact.
  • the impact sensor 27 detects when or whether an impact occurs (step S4 ).
  • the angle sensor 29 continuously detects the angular position phi of the anvil 17 (step S5 ).
  • the device control 30 determines the single impact angle theta of the anvil 17 by each individual impact (step S6 ) based on the angular position phi before and after the respective impact.
  • the single impact angle theta is compared with a single impact setpoint angle theta (step S7).
  • the first operating mode changes.
  • the impact wrench 1 ends the first operating mode and deactivates the electric motor 7.
  • a fixed number N of impacts is carried out (step S8 ).
  • the number N is in the range between 5 beats and 20 beats. Striking with a fixed number N is particularly advantageous if the single strike target angle theta specified by the screw 4 is below the resolution limit of the available sensors. It was recognized that in this case, from the prestress that has already been reached, a fixed The number N of strokes is more robust to influences unknown a priori, for example in comparison to the relative angle of rotation dphi.
  • the impact wrench 1 terminates the first operating mode and deactivates the impact mechanism 8, for example by switching off the electric motor 7 (step S9 ).
  • the target single-stroke angle Theta and, if applicable, the fixed number N of strokes can be stored in a memory 32 for different fastening elements 4.
  • the user selects the fastening element 4 via an operating element 33 on the impact wrench 1 or a console 34 that communicates externally with the impact wrench 1 .
  • the device control 30 adjusts the target single stroke angle Theta and, if necessary, the fixed number N of strokes for the control method of the first phase according to the choice of the user.
  • the second operating mode or second phase can begin with a test of the elongation that has already been achieved.
  • the impact wrench 1 strikes a few times, for example once to three times (step S11 ).
  • the impact wrench 1 detects the single impact angle theta (step S12 ) .
  • the detection of the single lay angle theta can take place as described above.
  • the single impact angle theta is compared with the single impact setpoint angle theta (step S13). If the single stroke angle theta does not fall below the assigned single stroke target angle Theta , the device control 30 aborts the second operating mode and issues a warning to the user (step S14 ).
  • the user is preferably asked to tighten the screws according to the first mode of operation. If the target single stroke angle Theta is not reached, the actual second operating mode begins.
  • the current angular position phi of the anvil 17 is recorded and stored as the starting position Phi (step S15 ).
  • the starting position Phi is preferably recorded before the test in order to also record the rotation that has taken place during the test for the subsequent method.
  • the impact wrench 1 applies blows to the anvil 17 (step S16 ).
  • the angle sensor 29 detects the current angular position phi of the anvil 17 (step S17 ).
  • the current angular position phi is continuously compared with the starting position Phi .
  • the current relative rotation angle dphi is determined from the current angular position phi based on the starting position Phi.
  • the relative angle of rotation dphi is, for example, simply the difference between the current angular position phi of the anvil 17 and the starting position Phi.
  • the current relative angle of rotation dphi is compared with the standard angle dPhi .
  • step S18 the device control 30 stops the hammer mechanism 8, for example by deactivating the electric motor 7 (step S19 ) .
  • the screw 4 is now tightened up to the final stretch.
  • the impact wrench 1 has, for example, a rotary motion sensor 35 for determining an angular speed about the working axis 10 based on the Coriolis force or an acceleration sensor for determining rotary accelerations about the working axis 10.
  • the device control 30 determines an angle omega by which the impact wrench 1 is based on the rotary motion has rotated about the working axis 10.
  • the current angular position phi of the anvil 17 is corrected by the angle omega (step S20 ).
  • the standard angle dPhi can be stored in a memory 32 for various fastening elements 4.
  • the user selects the fastening element 4 via an operating element 33 on the impact wrench 1 or a console 34 external to the impact wrench 1 .
  • the device control 30 adjusts the standard angle dPhi for the control method of the second phase according to the user's choice.
  • the external console 34 has an interface 36 for wireless communication, which can communicate with a corresponding interface 37 of the impact wrench 1 .
  • the external console 34 contains , for example, the database 38 with parameters such as single stroke target angle theta and standard angle dPhi for different fasteners, screws, etc ..
  • the external console 34 can be implemented, for example, by a software application on a conventional mobile device, such as a smartphone .
  • the tightening of the screw 4 with the first operating mode and the second operating mode is preferably automatically logged for each screw 4.
  • the protocol records, for example, the point in time at which a screw 4 with the first Operating mode and on which the screw 4 was tightened with the second operating mode. From this it can be seen, for example, whether, as desired, all the screws on a steel beam 3 are first tightened with the first operating mode before the first of the screws is tightened to the final extension with the second operating mode.
  • the impact wrench 1 can assign the protocol to the individual screws, for example based on their position in space.
  • a tracking device 39 detects the position of the impact wrench 1 in space, which is essentially the same as the position of the screw 4 in the space.
  • the tracking device 39 can communicate with a corresponding interface 37 of the device controller 30 via a wireless interface 40. Alternatively, the tracking device 39 transmits the position to the external console 34.
  • a database 38 for recording the log can be provided in the impact wrench 1 or in the console 34 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für einen Schlagschrauber zum Befestigen von Stahlbauelementen mittels Schraubverbindungen wie aus DE 694 00 774 T2 bekannt.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren beinhaltet zwei Betriebsmodi, welche ansprechend auf eine Stellung eines Wahlschalters ausgeführt werden. Der erste Betriebsmodus sieht folgende Schritte vor:
    Ausführen von ersten Schlägen des Hammers auf den Amboss; Erfassen das Ereignis eines Schlages des Hammers auf den Amboss mit einem Schlag-Sensor; Erfassen einer Winkelstellung des Amboss mit einem Winkel-Sensor; Schätzen eines Einzelschlag-Winkels des Amboss durch den zuletzt erfassten Schlag basierend auf der Winkelstellung des Amboss vor dem zuletzt erfassten Schlag und der Winkelstellung des Amboss nach dem zuletzt erfassten Schlag und Vergleichen des Einzelschlag-Winkels mit einem Einzelschlag-Sollwinkel. Der erste Betriebsmodus wird beendet wird, wenn der Einzelschlag-Winkel einen Einzelschlag-Sollwinkel unterschreitet.
    Der zweite Betriebsmodus sieht folgende Schritte vor: Erfassen der Winkelstellung des Amboss mit dem Winkel-Sensor als Ausgangsstellung; Ausführen von zweiten Schlägen des Hammers auf den Amboss; und Erfassen eines relativen Drehwinkel des Amboss zu der Ausgangsstellung während der zweiten Schläge. Der zweite Betriebsmodus wird beendet wird, wenn relativer Drehwinkel einen Normwinkel überschreitet.
  • Die kombinierten Steuerungsverfahren sind zwar beide für sich nicht geeignet Stahlbauelemente mit Verschraubungselementen, z.B. Schrauben, Bolzen, Muttern, sicher mittels eines elektromechanischen Schlagschraubers zu befestigen. Die Kombination beider Verfahren ermöglicht hingegen ein zuverlässiges Anziehen der Schraubelemente mit den beschränkten sensorischen Mitteln eines Schlagschraubers.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor während des zweiten Betriebsmodus eine Drehbewegung des Maschinengehäuses mit einem Drehbewegungssensor zu erfassen und den relativen Drehwinkel basierend auf der Winkelstellung des Amboss und der Drehbewegung Maschinengehäuses zu bestimmen. Während der zweiten Betriebsphase werden vorzugsweise Schwenkbewegungen des Schlagschraubers durch den Anwender beim Bestimmen des Abschaltkriteriums berücksichtigt.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass während des ersten Betriebsmodus anschließend an das Unterschreiten des Einzelschlag-Sollwinkels eine vorgegebene Anzahl dritter Schläge mit dem Hammer ausgeführt werden. Falls eine gewählte Schraubverbindung sehr geringe Einzelschlag-Sollwinkel erfordert, kann näherungsweise das Verfahren bei einem höheren Einzelschlag-Sollwinkel beendet werden und durch eine feste Anzahl N von Schlägen ergänzt werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, zu prüfen, ob eine Schraubverbindung mit dem zweiten Betriebsverfahren angezogen werden soll, unabhängig von der Schaltstellung des Betriebswahlschalters. Vor dem Ausführen der zweiten Schläge kann wenigstens ein erster Schlag ausgeführt, der Einzelschlag-Winkel zu dem ersten Schlag bestimmt und mit dem Einzelschlag-Sollwinkel verglichen werden. Wenn der Einzelschlag-Winkel den Einzelschlag-Sollwinkel überschreitet wird der zweite Betriebsmodus abgebrochen. Die Schraubverbindung und möglicherweise benachbarte Schraubverbindungen sind noch nicht ordnungsgemäße mit dem ersten Betriebsmodus angezogen.
  • Das Setzen der Schraubverbindungen kann den ersten Betriebsmodus und den zweiten Betriebsmodus individuell für jede Schraube protokollieren.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    einen Schlagschrauber
    Fig. 2
    ein Steuerungsverfahren für einen ersten Betriebsmodus
    Fig. 3
    ein Steuerungsverfahren für einen zweiten Betriebsmodus
  • Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
    • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Schlagschraubers 1. Eine Anwendung des Schlagschraubers 1 ist das Verschrauben einer Stahlplatte 2 auf einen Stahlträger 3. Die Stahlplatte 2 und der Stahlträger 3 werden durch eine Schraube 4 und eine Mutter 5 miteinander verbunden. Die typischen Stahlplatten und Stahlträger haben undefiniert gewölbte Oberflächen, welche beim Zusammenschrauben gleich einer Stahlfeder eine Gegenkraft ausüben. Der Schlagschrauber 1 unterstützt den Anwender in einer sicheren Verschraubung. Die Stahlplatte soll flächig an dem Stahlträger anliegen und die Schraube 4 nicht überdehnt sein.
  • Die Schraube 4 oder die Mutter 5 werden in zwei Phasen angezogen. Vorteilhafterweise wird der Schraubenkopf der Schraube 4 fixiert und die Mutter 5 angezogen.
  • In der ersten Phase wird die Mutter 5 solange angezogen, bis die Schraube 4 auf näherungsweise 40 % bis 60 % ihrer Streckgrenze gedehnt ist. Die Dehnung wird nicht unmittelbar gemessen, sondern durch einen Einzelschlag-Winkel theta geschätzt, um welchen sich die Mutter 5 durch einen einzelnen Schlag dreht. Es wurde erkannt, dass für den anvisierten Bereich der Streckgrenze, d.h. 40 % bis 60 %, der Einzelschlag-Winkel theta weitgehend allein von der Schraube 4 und der Mutter 5 abhängig ist, und nur in geringem Maß von unbekannten Spannungen des Stahlträgers 3 und der Stahlplatte 2 sind. Zugehörig zu dem Einzelschlag-Winkel theta wird eine Obergrenze (Einzelschlag-Sollwinkel Theta) in Versuchsreihen für jeden Schraubentyp bestimmt, d.h. in Abhängigkeit von Durchmesser, Länge, Gewindesteigung, Materialpaarung von Schraube 4 und Mutter 5 etc.. Es kann vorteilhaft sein, den Einzelschlag-Sollwinkel Theta abhängig von der Gesamtstärke des Stahlträgers 3 und der Stahlplatte 2 festzulegen. Der Mutter 5 wird in der ersten Phase solange angezogen, bis bei einem einzelnen Schlag der Einzelschlag-Winkel theta den Einzelschlag-Sollwinkel Theta unterschreitet. Falls mehrere Schrauben zum Fixieren der Stahlplatte 2 notwendig sind, wird diese erste Phase für all deren Muttern durchgeführt.
  • In einer darauffolgenden zweiten Phase wird die Mutter 5 solange angezogen, bis die Schraube 4 auf näherungsweise 70 % bis 80 % ihrer Streckgrenze gedehnt ist. Die Dehnung wird nicht unmittelbar gemessen, sondern durch einen relativen Drehwinkel dphi der Mutter 5 gegenüber der Schraube 4 geschätzt. Es wurde erkannt, dass diese Dehnung nicht mehr mit ausreichender Genauigkeit durch den Einzelschlag-Winkel theta bestimmbar ist. Die a priori unbekannten Einflüsse, z.B. streuende Reibwerte, individuelle Eigenschaften der Stahlplatte 2 etc., dominieren die Abhängigkeit des Einzelschlag-Winkels theta von der Dehnung. Allerdings wurde ebenso erkannt, dass ab der schon erreichten Dehnung durch die erste Phase der relativen Drehwinkel dphi ein robustes Maß für die Dehnung ist. Zugehörig zu dem relativen Drehwinkel dphi wird eine Obergrenze (Normwinkel dPhibz) in Versuchsreihen für jeden Schraubentyp bestimmt, d.h. in Abhängigkeit von Durchmesser, Länge, Gewindesteigung, Materialpaarung von Schraube 4 und Mutter 5 etc.. Es kann vorteilhaft sein, den Normwinkel dPhi abhängig von der Gesamtstärke des Stahlträgers 3 und der Stahlplatte 2 festzulegen. Der relative Drehwinkel wird ab Beginn der zweiten Phase bestimmt, z.B. zu Beginn der zweiten Phase auf Null gesetzt. Die Mutter 5 wird durch Drehen um den Normwinkel dPhi angezogen.
  • Das schrittweise Anziehen der Schraube 4 erweist sich als tolerant gegenüber unterschiedlichen Verspannungen zwischen der Stahlplatte 2 und dem Stahlträger 3. Ein mögliches Überdehnen der Schraube 4 durch ein einstufiges Anziehen bis zu einem vorgegebenen Drehmoment kann hierbei vermieden werden.
  • Der Schlagschrauber 1 hat einen Elektromotor 7, ein Schlagwerk 8 und eine Abtriebsspindel 9. Das Schlagwerk 8 wird von dem Elektromotor 7 kontinuierlich angetrieben. Sobald ein rückwirkendes Drehmoment M der Abtriebsspindel 9 einen Lastwert M0 überschreitet, übt das Schlagwerk 8 periodisch Schläge mit einem zwar kurzzeitigen aber dafür mit einem sehr hohen Drehmoment auf die Abtriebsspindel 9 aus. Die Abtriebsspindel 9 dreht sich entsprechend anfangs kontinuierlich und danach schrittweise um eine Arbeitsachse 10. Der Elektromotor 7 kann über eine Batterie 11 gespeist oder netzgespeist sein.
  • Der Schlagschrauber 1 hat einen Handgriff 12, mittels welchem der Anwender den Schlagschrauber 1 während des Betriebs halten und führen kann. Der Handgriff 12 kann steif oder mitttels Dämpfungselementen an einem Maschinengehäuse 13 befestigt sein. Der Elektromotor 7 und das Schlagwerk 8 sind in dem Maschinengehäuse 13 angeordnet. Der Elektromotor 7 ist mittels eines Tasters 14 ein- und ausschaltbar. Der Taster 14 ist beispielsweise unmittelbar an dem Handgriff 12 angeordnet und durch die den Handgriff umschließende Hand betätigbar. Der Schlagschrauber 1 hat einen Betriebswahlschalter 15 zum Umschalten zwischen einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus.
  • Das beispielhafte Schlagwerk 8 hat einen Hammer 16 und einen Amboss 17. Der Hammer 16 hat Klauen 18, welche in Drehrichtung an Klauen 19 des Amboss 17 anliegen. Der Hammer 16 kann über die Klauen 18 ein kontinuierliches Drehmoment oder kurzzeitige Drehimpulse auf den Amboss 17 übertragen. Eine Schraubenfeder 20 spannt den Hammer 16 in Richtung zu dem Amboss 17 vor, wodurch der Hammer 16 mit dem Amboss 17 in Eingriff gehalten wird. Falls das Drehmoment den Schwellwert überschreitet, verschiebt sich der Hammer 16 soweit gegen die Kraft der Schraubenfeder 20, bis die Klauen 18 nicht mehr in Eingriff mit dem Amboss 17 sind. Der Elektromotor 7 kann den Hammer 16 in Drehrichtung beschleunigen, bis der Hammer 16 durch die Schraubenfeder 20 erneut in Eingriff mit dem Amboss 17 gezwungen wird. Die zwischenzeitlich gewonnene kinetische Energie überträgt der Hammer 16 in einem kurzen Impuls auf den Amboss 17. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Hammer 16 auf einer Antriebsspindel 21 entlang einer spiralförmigen Bahn 22 zwangsgeführt ist. Die Zwangsführung kann beispielsweise als spiralförmige Vertiefung in der Antriebsspindel 21 und einen in die Vertiefung eingreifenden Zapfen des Hammers 16 realisiert sein. Die Antriebsspindel 21 ist durch den Elektromotor 7 angetrieben.
  • Die Abtriebsspindel 9 steht aus dem Maschinengehäuse 13 hervor. Das herausstehende Ende bildet einen Werkzeughalter 23. Der Werkzeughalter 23 hat einen quadratischen Querschnitt. Eine Stecknuss 24 oder ähnliches Werkzeug kann auf den Werkzeughalter 23 aufgesteckt werden. Die Stecknuss 24 hat eine Buchse 25 mit einem quadratischen hohlen Querschnitt, der in seinen Maßen im Wesentlichen dem Werkzeughalter 23 entspricht. Der Buchse 25 gegenüberliegend hat die Stecknuss 24 ein Maul 26 zum Aufnehmen der sechskantigen Schraube 4 oder einer sechskantigen Mutter.
  • Der Schlagschrauber 1 hat einen Schlag-Sensor 27 zum Erfassen von Schlägen. Der Schlag-Sensor 27 ist beispielsweise ein Beschleunigungssensor 28 oder ein Mikrophon. Die Schläge führen zu einer Erschütterung des Schlagschraubers 1 mit einer charakteristischen Signatur. Beispielsweise können die Amplitude der erfassten Beschleunigung oder die Lautstärke der erfassten Geräusche mit einem Grenzwert verglichen werden.
  • Eine andere Ausgestaltung des Schlag-Sensors 27 beinhaltet eine Auswertung der Leistungsaufnahme des Elektromotors 7. Die Leistungsaufnahme zeigt zu dem Aufschlag des Hammers 16 auf den Amboss 17 einen charakteristischen kurzzeitigen Sprung in der Leistungsaufnahme. Der Schlag-Sensor 27 kann beispielsweise das Signal der Leistungsaufnahme mittels eines Hochpass-Filters filtern und mit einem Grenzwert vergleichen. Anstelle oder zusätzlich zu der Leistungsaufnahme können kurzzeitige Änderungen in der Drehbewegung des Hammers 16 oder des Elektromotor 7 erfasst werden. Während des Schlags verringert sich beispielsweise kurzzeitig die Drehzahl U des Elektromotors 7.
  • Der Schlagschrauber 1 hat einen Winkel-Sensor 29 zum Erfassen einer Winkelstellung phi des Amboss 17 bzw. des Werkzeughalters 23. Der Winkel-Sensor 29 kann unmittelbar die Winkelstellung phi des Amboss 17 erfassen. Beispielsweise können an dem Amboss 17 optisch erfassbare Markierungen, z.B. Rillen, eingeprägt sein. Der Winkel-Sensor 29 basiert auf einer optischen Sensorik, welche die Markierungen erfasst.
  • Der Winkel-Sensor 29 kann den Fortschritt der Winkelstellung phi des Werkzeughalters 23 schätzen. Der Winkel-Sensor 29 schätzt beispielsweise die Winkelstellung phi basierend auf der Drehbewegung der Antriebsspindel 21 während der Dauer zwischen zwei Schlägen. Der Hammer 16 und der Amboss 17 waren zwischenzeitlich genau einmal außer Eingriff. Der Amboss 17 dreht sich während des fehlenden Eingriffs nicht. Der nächste Eingriff erfolgt, wenn die Klauen 18, 19 wieder in eine eingreifende Stellung gedreht sind. Diese Stellungen sind typischerweise um den Winkelabstand der Klauen 18 des Hammers 16 zueinander versetzt. Entsprechend hat sich der Amboss 17 um diesen Winkelabstand weniger als der Hammer 16 während der Dauer zwischen zwei Schlägen gedreht. Die Drehbewegung des Hammers 16 kann unmittelbar an dem Hammer 16, der Antriebsspindel 21 oder mittelbar an dem Elektromotor 7 erfasst werden.
  • Ein beispielhaftes Steuerungsverfahren wird anhand des Ablaufdiagrams in Fig. 2 erläutert. Die Gerätesteuerung 30 detektiert die Stellung des Betriebswahlschalters 15. Die Gerätesteuerung 30 führt gemäß der Stellung des Betriebswahlschalters einen ersten Betriebsmodus oder einen zweiten Betriebsmodus aus.
  • Der erste Betriebsmodus kann mit einer optionalen Vorphase beginnen. Die Schraube 4 kontinuierlich gedreht. Der Schlagschrauber 1 dreht den Werkzeughalter 23 mit einer kontinuierlichen Drehzahl U, welche gleich der Drehzahl Uh des Hammers 16 ist (Schritt S1). Die Drehzahl U kann durch den Anwender über den Taster 14 vorgegeben werden oder kann als vorgegebene Größe in der Gerätesteuerung 30 hinterlegt sein. Der Schlagschrauber 1 kann die Drehzahl Uh des Hammers 16 absenken, um ein Schlagen des Schlagwerks zu unterdrücken. Das Absenken des Drehzahl Uh kann bis zu einem Minimalwert erfolgen. Eine Winkelstellung phi des Werkzeughalters 23 erhöht sich kontinuierlich. Das kontinuierliche Drehen ermöglicht eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit.
  • Der Schlagschrauber 1 beendet das kontinuierliche Drehen des Werkzeughalters 23, sobald das rückwirkende Drehmoment M an dem Werkzeughalter 23 einen vorgegebenen Lastwert M0 überschreitet (Schritt S2).
  • Der Schlagschrauber 1 wechselt selbsttätig in einen schlagenden Betrieb. Der Wechsel ist vorzugsweise durch den mechanischen Aufbau des Schlagschraubers 1 realisiert. Der Lastwert M0 ist bei dem beispielhaften Schlagschrauber 1 durch die Federstärke der Schraubenfeder 20 und die Neigung der Bahn 22 vorgeben. Der Lastwert M0 kann beispielsweise durch eine einstellbare Vorspannung der Schraubenfeder 20 variiert werden.
  • Der Schlagschrauber 1 schlägt der Hammer 16 wiederholt in der Umlaufrichtung 31 auf den Amboss 17 (Schritt S3). Die Winkelstellung phi des Werkzeughalters 23 ändert sich nun diskontinuierlich, d.h. schrittweise. Der Amboss 17 dreht sich durch jeden einzelnen Schlag um einen Einzelschlag-Winkel theta in Umlaufrichtung 31. Zwischen den Schlägen ruht der Amboss 17.
  • Der Einzelschlag-Winkel theta ist abhängig von dem Gegenmoment der Mutter 5. Die Schlagenergie ist vorzugsweise konstant. Das Gegenmoment der Mutter 5 nimmt mit fortschreitendem Anziehen der Mutter 5 zu, daher verringert sich der Einzelschlag-Winkel theta. Der Einzelschlag-Winkel theta kann sich gleichmäßig und monoton verringern. Allerdings können sich auch Sprünge in dem Einzelschlag-Winkel theta ergeben. Ebenso ist ein zwischenzeitliches Erhöhen des Einzelschlag-Winkels theta möglich, wenn beispielsweise die die Stahlplatte 2 relaxiert. Entsprechend ist a priori der Zeitpunkt zu den Schlagereignissen H1, H2, Hn eines Schlages unbestimmt.
  • Während des schlagenden Betriebs wird der Einzelschlag-Winkel theta für jeden einzelnen Schlag erfasst. Beispielsweise erfasst der Schlag-Sensor 27, wann bzw. ob ein Schlag erfolgt (Schritt S4). Der Winkel-Sensor 29 erfasst kontinuierlich die Winkelstellung phi des Amboss 17 (Schritt S5). Die Gerätesteuerung 30 ermittelt den Einzelschlag-Winkel theta des Amboss 17 durch jeden einzelnen Schlag (Schritt S6) basierend auf der Winkelstellung phi vor und nach dem jeweiligen Schlag. Der Einzelschlag-Winkel theta wird mit einem Einzelschlag-Sollwinkel Theta verglichen (Schritt S7).
  • Sobald der Einzelschlag-Winkel theta den Einzelschlag-Sollwinkel Theta unterschreitet, ändert sich der erste Betriebsmodus. In einer ersten Ausführungsform beendet der Schlagschrauber 1 den ersten Betriebsmodus und deaktiviert den Elektromotor 7. In einer zweiten Ausführungsform wird eine feste Anzahl N von Schlägen ausgeführt (Schritt S8). Die Anzahl N liegt im Bereich zwischen 5 Schlägen und 20 Schlägen. Das Schlagen mit einer festen Anzahl N ist besonders vorteilhaft, wenn der durch die Schraube 4 vorgegebene Einzelschlag-Sollwinkel Theta unterhalb der Auflösungsgrenze der verfügbaren Sensoren liegt. Es wurde erkannt, dass in diesem Fall ab der schon erreichten Vorspannung eine feste Anzahl N von Schlägen robuster gegenüber a priori unbekannten Einflüssen ist, z.B. im Vergleich zu dem relativen Drehwinkel dphi. Danach beendet der Schlagschrauber 1 den ersten Betriebsmodus und deaktiviert das Schlagwerk 8, z.B. durch Abschalten des Elektromotors 7 (Schritt S9).
  • Der Einzelschlag-Sollwinkel Theta und ggf. die feste Anzahl N von Schlägen können für verschiedenen Befestigungselement 4 in einem Speicher 32 hinterlegt sein. Der Anwender wählt über ein Bedienelement 33 an dem Schlagschrauber 1 oder eine mit dem Schlagschrauber 1 externen kommunizierenden Konsole 34 das Befestigungselement 4 aus. Die Gerätesteuerung 30 passt den Einzelschlag-Sollwinkel Theta und ggf. die feste Anzahl N von Schlägen für das Steuerungsverfahren der ersten Phase entsprechend der Wahl des Anwenders an.
  • Der zweite Betriebsmodus bzw. zweite Phase kann mit einer Prüfung der bereits erreichten Dehnung beginnen. Beispielsweise schlägt der Schlagschrauber 1 wenige Male, z.B. einmal bis dreimal (Schritt S11). Der Schlagschrauber 1 erfasst dabei den Einzelschlag-Winkel theta (Schritt S12). Das Erfassen des Einzelschlag-Winkels theta kann wie oben beschrieben erfolgen. Der Einzelschlag-Winkel theta wird mit dem Einzelschlag-Sollwinkel Theta verglichen (Schritt S13). Falls der Einzelschlag-Winkel theta den vergebenen Einzelschlag-Sollwinkel Theta nicht unterschreitet, bricht die Gerätesteuerung 30 den zweiten Betriebsmodus ab und gibt an den Anwender eine Warnung aus (Schritt S14). Der Anwender wird vorzugsweise aufgefordert, die Schrauben gemäß dem ersten Betriebsmodus anzuziehen. Falls der Einzelschlag-Sollwinkel Theta unterschritten wird, beginnt der eigentliche zweite Betriebsmodus.
  • Anfangs der zweiten Phase wird die aktuelle Winkelstellung phi des Amboss 17 erfasst und als Ausgangsstellung Phi hinterlegt (Schritt S15). Die Ausgangsstellung Phi wird vorzugsweise vor der Prüfung erfasst, um die durch die Prüfung erfolgte Drehung für das nachfolgende Verfahren mit zu erfassen.
  • Der Schlagschrauber 1 übt Schläge auf den Amboss 17 aus (Schritt S16). Der Winkel-Sensor 29 erfasst die aktuelle Winkelstellung phi des Amboss 17 (Schritt S17). Die aktuelle Winkelstellung phi wird fortlaufend mit der Ausgangsstellung Phi verglichen. Aus der aktuellen Winkelstellung phi wird der aktuelle relative Drehwinkel dphi basierend auf der Ausgangsstellung Phi bestimmt. Der relative Drehwinkel dphi ist beispielsweise einfach die Differenz des aktuellen Winkelstellung phi des Amboss 17 zu der Ausgangsstellung Phi. Der aktuelle relative Drehwinkel dphi wird mit dem Normwinkel dPhi verglichen. Sobald erfasst wird, dass der aktuelle relative Drehwinkel dphi größer als der Normwinkel dPhi ist (Schritt S18), stoppt die Gerätesteuerung 30 das Schlagwerk 8, z.B. durch Deaktivieren des Elektromotors 7 (Schritt S19). Die Schraube 4 ist nun bis zu der finalen Dehnung angezogen.
  • Während der ersten Phase können Eigenbewegungen des Schlagschraubers 1, insbesondere eine Drehbewegung um die Arbeitsachse 10, in guter Näherung vernachlässigt werden. Die Schätzung des Einzelschlag-Winkels theta ist ausreichend unabhängig von den typisch auftretenden, zumeist langsamen Eigenbewegungen. Während der zweiten Phase kann die Eigenbewegung einen Einfluss auf die Dehnung haben. Die zu erreichende relative Drehung der Schraube 4 gegenüber der Mutter 5 ist nur bei einem ruhenden Schlagschrauber 1 gleich der aktuellen Winkelstellung phi des Amboss 17 gegenüber dem Maschinengehäuse 13. Der Schlagschrauber 1 erfasst vorteilhafterweise während der zweiten Phase Drehbewegungen seines Maschinengehäuses 13 gegenüber dem Raum. Der Schlagschrauber 1 hat beispielsweise einen Drehbewegungssensor 35 zum Bestimmen einer Winkelgeschwindigkeit um die Arbeitsachse 10 basierend auf der Corioliskraft oder einen Beschleunigungssensor zum Bestimmen von Drehbeschleunigungen um die Arbeitsachse 10. Die Gerätesteuerung 30 ermittelt basierend auf der Drehbewegung einen Winkel omega, um welchen sich der Schlagschrauber 1 um die Arbeitsachse 10 gedreht hat. Die aktuellen Winkelstellung phi des Amboss 17 wird um den Winkel omega korrigiert (Schritt S20).
  • Der Normwinkel dPhi kann für verschiedenen Befestigungselement 4 in einem Speicher 32 hinterlegt sein. Der Anwender wählt über ein Bedienelement 33 an dem Schlagschrauber 1 oder einer mit dem Schlagschrauber 1 externen Konsole 34 das Befestigungselement 4 aus. Die Gerätesteuerung 30 passt den Normwinkel dPhi für das Steuerungsverfahren der zweiten Phase entsprechend der Wahl des Anwenders an.
  • Die externe Konsole 34 hat eine Schnittstelle 36 für eine drahtlose Kommunikation, welche mit einer entsprechenden Schnittstelle 37 des Schlagschraubers 1 kommunizieren kann. Die externe Konsole 34 beinhaltet beispielsweise die Datenbank 38 mit den Parametern wie Einzelschlag-Sollwinkel Theta und Normwinkel dPhi für unterschiedliche Befestigungsmittel, Schrauben, etc.. Die externe Konsole 34 kann beispielsweise durch einen Software-Applikation auf einem herkömmlichen Mobilgerät, z.B. Smartphone, realisiert sein.
  • Das Anziehen der Schraube 4 mit dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus wird vorzugsweise für jede Schraube 4 automatisch protokolliert. Das Protokoll hält beispielsweise den Zeitpunkt fest, an welchem eine Schraube 4 mit dem ersten Betriebsmodus und an welchem die Schraube 4 mit dem zweiten Betriebsmodus angezogen wurde. Hieraus lässt sich beispielsweise erkennen, ob wie gewünscht zuerst alle Schrauben an einem Stahlträger 3 mit dem ersten Betriebsmodus angezogen sind, bevor die erste der Schrauben mit dem zweiten Betriebsmodus auf die finale Dehnung anzogen wird. Der Schlagschrauber 1 kann das Protokoll den einzelnen Schrauben beispielsweise anhand deren Position im Raum zuordnen. Eine Trackingeinrichtung 39 erfasst die Position des Schlagschraubers 1 in dem Raum, welche im Wesentlichen gleich der Position der Schraube 4 in dem Raum ist. Die Trackingeinrichtung 39 kann über eine drahtlose Schnittstelle 40 mit einer entsprechenden Schnittstelle 37 der Gerätesteuerung 30 kommunizieren. Alternativ übermittelt die Trackingeinrichtung 39 die Position an externe Konsole 34. Eine Datenbank 38 zum Aufzeichnen des Protokolls kann in dem Schlagschrauber 1 oder in der Konsole 34 vorgesehen sein.

Claims (8)

  1. Steuerungsverfahren für einen handgehaltenen Schlagschrauber (1) zum Befestigen von Stahlbauelementen mittels Schraubverbindungen, der einen Handgriff (12), einen Elektromotor (7), einen von dem Elektromotor (7) angetriebenen Hammer (16), einen Amboss (17) zum Aufnehmen von in einer Umlaufrichtung (31) wirkenden Schlägen des Hammers (16), einen an dem Amboss (17) angeordneten Werkzeughalter (23) und einen Betriebswahlschalter (15) aufweist, mit den Schritten:
    Ausführen eines ersten Betriebsmodus, wenn der Betriebswahlschalter (15) in einer ersten Stellung ist, wobei während des ersten Betriebsmodus erste Schläge des Hammers (16) auf den Amboss (17) ausgeführt werden,
    das Ereignis eines Schlages des Hammers (16) auf den Amboss (17) mit einem Schlag-Sensor (27) erfasst wird,
    eine Winkelstellung (phi) des Amboss (17) mit einem Winkel-Sensor (29) erfasst wird,
    ein Einzelschlag-Winkel (theta) des Amboss (17) durch den zuletzt erfassten Schlag basierend auf der Winkelstellung (phi) des Amboss (17) vor dem zuletzt erfassten Schlag und der Winkelstellung (phi) des Amboss (17) nach dem zuletzt erfassten Schlag geschätzt wird,
    der Einzelschlag-Winkel (theta) mit einem Einzelschlag-Sollwinkel (Theta) verglichen wird,
    der erste Betriebsmodus beendet wird, wenn der Einzelschlag-Winkel (theta) einen Einzelschlag-Sollwinkel (Theta) unterschreitet,
    und Ausführen eines zweiten Betriebsmodus, wenn der Betriebswahlschalter (15) in einer zweiten Stellung ist, wobei während des zweiten Betriebsmodus
    vor den zweiten Schlägen die Winkelstellung (phi) des Amboss (17) mit dem Winkel-Sensor (29) als Ausgangsstellung (Phi) erfasst wird,
    Ausführen von zweiten Schlägen des Hammers (16) auf den Amboss (17), wobei während der zweiten Schläge ein relativer Drehwinkel (dphi) des Amboss (17) zu der Ausgangsstellung (Phi) bestimmt wird, und
    der zweite Betriebsmodus beendet wird, wenn relativer Drehwinkel (dphi) einen Normwinkel (dPhi) überschreitet, wobei der zweite Betriebsmodus vor dem Ausführen der zweiten Schläge wenigstens einen ersten Schlag ausführt, den Einzelschlag-Winkel (theta) zu dem ersten Schlag bestimmt und mit dem Einzelschlag-Sollwinkel (Theta) vergleicht und wobei wenn der Einzelschlag-Winkel (theta) den Einzelschlag-Sollwinkel (Theta) überschreitet der zweite Betriebsmodus abgebrochen wird.
  2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis eines Schlages mittels eines Beschleunigungssensors oder eines Mikrophons erfasst wird.
  3. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Änderungen in der Leistungsaufnahme des Elektromotor (7) oder in der Drehzahl des Elektromotors (7) erfasst werden und ein Zeitpunkt, an welchem eine kurzzeitige einen Schwellwert überschreitende Änderung auftritt, einem Ereignis eines Schlages zugeordnet wird.
  4. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehbewegung des Hammers (16) und eine Anzahl der Schläge erfasst werden und die Winkelstellung (phi) des Amboss (17) basierend auf der Drehbewegung des Hammers (16) und der Anzahl der Schläge bestimmt wird.
  5. Steuerungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehbewegung des Elektromotors zum Erfassen der Drehbewegung des Hammers (16) bestimmt wird.
  6. Steuerungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehbewegung des Handgriffs (12) mit einem Drehbewegungssensor (35) erfasst wird und der relative Drehwinkel (dphi) basierend auf der Winkelstellung (phi) des Amboss (17) und der Drehbewegung des Handgriffs (12) bestimmt wird.
  7. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar anschließend an die ersten Schläge eine vorgegebene Anzahl dritter Schläge mit dem Hammer (16) ausgeführt werden.
  8. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebsmodus und der zweite Betriebsmodus protokolliert individuell für jede Schraube (4) protokolliert werden.
EP17713969.8A 2016-04-04 2017-03-29 Steuerungsverfahren eines schlagschraubers Active EP3439830B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16163630 2016-04-04
PCT/EP2017/057402 WO2017174415A1 (de) 2016-04-04 2017-03-29 Steuerungsverfahren eines schlagschraubers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3439830A1 EP3439830A1 (de) 2019-02-13
EP3439830B1 true EP3439830B1 (de) 2021-06-16

Family

ID=55661296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17713969.8A Active EP3439830B1 (de) 2016-04-04 2017-03-29 Steuerungsverfahren eines schlagschraubers

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11465263B2 (de)
EP (1) EP3439830B1 (de)
WO (1) WO2017174415A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE541543C2 (en) * 2017-11-17 2019-10-29 Atlas Copco Ind Technique Ab Method for controlling a tightening tool
EP3501741A1 (de) * 2017-12-20 2019-06-26 HILTI Aktiengesellschaft Setzverfahren für schraubverbindung mittels schlagschrauber
EP3501740A1 (de) * 2017-12-20 2019-06-26 HILTI Aktiengesellschaft Setzverfahren für schraubverbindung mittels schlagschrauber
FR3087371B1 (fr) * 2018-10-18 2021-02-12 Renault Georges Ets Procede de vissage a impulsions a rebond optimise
JP7178591B2 (ja) * 2019-11-15 2022-11-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 インパクト工具、インパクト工具の制御方法及びプログラム
AU2020424595A1 (en) * 2020-01-22 2022-08-18 Honda Motor Co., Ltd. Work machine and program
JP7450221B2 (ja) * 2020-07-31 2024-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 インパクト工具、インパクト工具の制御方法及びプログラム
US11951596B2 (en) 2020-08-05 2024-04-09 Milwaukee Electric Tool Corporation Rotary impact tool
DE102020215988A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betrieb einer Handwerkzeugmaschine
JP2022106194A (ja) * 2021-01-06 2022-07-19 株式会社マキタ インパクト工具
TWI842451B (zh) * 2023-03-23 2024-05-11 瞬豐實業股份有限公司 手工具操作管理裝置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3000185B2 (ja) * 1993-04-21 2000-01-17 株式会社山崎歯車製作所 インパクトレンチによるボルト締結方法
EP1208946B1 (de) * 1999-03-16 2006-02-01 Kuken Co. Ltd Verfahren zum ermitteln des schraubendrehwinkels von handdrehimpulsschraubern, verfahren zum feststellen von handvibratoren,verfahren zur auswertung vom anziehen und überwachungsverfahren eines angetriebenen handwerkzeugs zum lösen von schrauben
DE102007045695A1 (de) 2007-09-24 2009-04-02 Hs-Technik Gmbh Hydropneumatischer Impulsschrauber und Verfahren zur Steuerung eines hydropneumatischen Impulsschraubers
JP4412377B2 (ja) 2007-09-28 2010-02-10 パナソニック電工株式会社 インパクト回転工具
JP2012086284A (ja) 2010-10-15 2012-05-10 Toyota Motor Corp 締め付け工具
CN103009349A (zh) 2010-11-30 2013-04-03 日立工机株式会社 冲击工具
JP6322387B2 (ja) * 2013-11-05 2018-05-09 Ｔｏｎｅ株式会社 締付装置及び締付方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190118353A1 (en) 2019-04-25
US11465263B2 (en) 2022-10-11
WO2017174415A1 (de) 2017-10-12
EP3439830A1 (de) 2019-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3439830B1 (de) Steuerungsverfahren eines schlagschraubers
DE102015013532B4 (de) Elektrisches Kraftwerkzeug
EP2495076B1 (de) Setzverfahren für einen Spreizanker und Schlagschrauber zum Setzen eines Spreizankers
EP2243599B1 (de) Schlagschrauber und Steuerungsverfahren für einen Schlagschrauber
DE102015001982B4 (de) Drehschlagwerkzeug
WO2015193022A1 (de) Verfahren zum betreiben eines elektrowerkzeuges
EP3960375A2 (de) Verfahren zum steuern eines elektromotors eines elektrowerkzeuges
EP3180165B1 (de) Optimiertes setzverfahren für spreizanker
WO2016023886A1 (de) Optimiertes setzverfahren für spreizanker mittels einer werkzeugmaschine
DE102011104901A1 (de) Kraftgetriebene Handwerkzeugmaschine
EP3727756B1 (de) Setzverfahren für spreizanker mittels schlagschrauber
EP3727757B1 (de) Setzverfahren für spreizanker mittels schlagschrauber
EP0652080B1 (de) Schlag- oder Impulsschraubverfahren und -vorrichtung
EP3727758B1 (de) Setzverfahren für schraubverbindungen mittels schlagschrauber
WO2015062906A1 (de) Handgeführtes oder halbstationäres werkzeuggerät oder arbeitsgerät
EP3375571B1 (de) Sensorik für einen elektroschrauber zur klassifizierung von schraubvorgängen mittels eines magnetfeldsensors
DE102019211303A1 (de) Verfahren zur Erkennung eines Arbeitsfortschrittes einer Handwerkzeugmaschine
DE102007014757A1 (de) Drehschlagwerk
DE102006029925B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Stellantriebs und Stellantrieb
EP2921263A1 (de) Lastabhängige Schlagverhaltenserkennung
WO2019121754A1 (de) Setzverfahren für schraubverbindung mittels schlagschrauber
DE102022117058A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines, insbesondere handgeführten, Schraubwerkzeugs
DE202013105673U1 (de) Elektrischer Schraubenschlüssel
DE102020213271A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Handwerkzeugmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20181105

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20210201

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTC Intention to grant announced (deleted)
INTG Intention to grant announced

Effective date: 20210312

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502017010664

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1401924

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20210715

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210916

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20210616

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210917

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210916

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211018

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502017010664

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

26N No opposition filed

Effective date: 20220317

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20220331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220329

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220331

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220329

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220331

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1401924

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20220329

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220329

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20170329

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210616

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240320

Year of fee payment: 8

Ref country code: GB

Payment date: 20240320

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20240328

Year of fee payment: 8