EP3727757B1 - Setting method for expansion dowell using impact wrench - Google Patents

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EP3727757B1
EP3727757B1 EP18815161.7A EP18815161A EP3727757B1 EP 3727757 B1 EP3727757 B1 EP 3727757B1 EP 18815161 A EP18815161 A EP 18815161A EP 3727757 B1 EP3727757 B1 EP 3727757B1
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EP
European Patent Office
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phase
button
rotary
sequence
torque
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EP18815161.7A
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EP3727757A1 (en
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Hans-Dieter Gaul
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Publication date
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    • B25B21/02Portable 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
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    • B25D2216/00Details of portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B25D2216/0007Details of percussion or rotation modes
    • B25D2216/0023Tools having a percussion-and-rotation mode
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    • B25D2216/0007Details of percussion or rotation modes
    • B25D2216/0038Tools having a rotation-only mode

Definitions

  • the present invention relates to a setting method for expansion anchors, which is implemented as a control method for an impact wrench.
  • a user can cancel the setting of an expansion anchor and continue after a short break. Improperly resuming tightening can damage the expansion anchor.
  • An embodiment of a control method of an impact wrench for setting an expansion anchor executes a first sequence with the following phases in response to actuation of a button.
  • a first phase a rotary impact is repeatedly exerted on a screw element of the expansion anchor and a torque transmitted by the rotary impact to the screw head is estimated.
  • the first phase S1 is continued until the estimated transmitted torque exceeds a threshold value specified for the expansion anchor.
  • a second phase a predetermined number of rotary blows for the expansion anchor is exerted on the screw head. If the pushbutton is released before the end of the first sequence, a premature release of the pushbutton and the phase in which the pushbutton was released are stored in a memory.
  • a second sequence of phases is executed, the second sequence depending on the phase in which the button was previously released.
  • Fig. 1 schematically illustrates the impact wrench 1 .
  • the impact wrench 1 has an electric motor 2 , an impact mechanism 3 and an output spindle 4 .
  • the striking mechanism 3 is continuously driven by the electric motor 2.
  • the percussion mechanism 3 repeatedly exerts rotary impulses (rotary impacts) on the output spindle 4 with a brief but very high torque.
  • the output spindle 4 accordingly rotates continuously or in steps about a working axis 5 .
  • the electric motor 2 can be fed via a battery 6 or can be mains-fed.
  • the impact wrench 1 has a handle 7 by means of which the user can hold and guide the impact wrench 1 during operation.
  • the handle 7 can be fixed to a machine housing 8 in a rigid manner or by means of damping elements.
  • the electric motor 2 and the hammer mechanism 3 are arranged in the machine housing 8 .
  • the electric motor 2 can be switched on and off by means of a button 9.
  • the button 9 is arranged, for example, directly on the handle 7 and can be actuated by the hand surrounding the handle.
  • the striking mechanism 3 by way of example has a hammer 10 and an anvil 11 .
  • the hammer 10 has claws 12 which rest against claws 13 of the anvil 11 in the direction of rotation.
  • the hammer 10 can provide a continuous torque or short-term torque via the claws 12 Transferring angular momentum to the anvil 11.
  • a coil spring 14 biases the hammer 10 toward the anvil 11 , thereby keeping the hammer 10 engaged with the anvil 11 . If the torque exceeds the threshold value, the hammer 10 moves against the force of the helical spring until the claws 12 are no longer in engagement with the anvil 11 .
  • the electric motor 2 can accelerate the hammer 10 in the direction of rotation until the hammer 10 is again forced into engagement with the anvil 11 by the helical spring 14.
  • the hammer 10 transmits the kinetic energy gained in the meantime to the anvil 11 in a short pulse.
  • One embodiment provides that the hammer 10 is forcibly guided on a drive spindle 15 along a spiral path 16.
  • the forced guidance can be implemented, for example, as a spiral recess in the drive spindle 15 and a pin of the hammer 10 engaging in the recess.
  • the drive spindle 15 is driven by the electric motor 2 .
  • the output spindle 4 protrudes from the machine housing 8 .
  • the protruding end forms a tool holder 17 .
  • the exemplary tool holder 17 has a square cross section.
  • a socket 18 or a similar tool can be plugged onto the tool holder 17 .
  • the socket 18 has a socket with a square, hollow cross-section, the dimensions of which essentially correspond to the tool holder 17.
  • the socket 18 has a mouth 20 for receiving the screw head 21 , ie the hexagonal nut 22 or an analogous screw.
  • the socket 18 can be secured on the output spindle 4 by means of a tool lock 23.
  • the tool lock 23 is based, for example, on a pin which is inserted both through a bore in the output spindle 4 and in the socket 18.
  • the impact wrench 1 has a control unit 24 .
  • the control unit 24 can be implemented, for example, by a microprocessor and an external or integrated memory 25 . Instead of a microprocessor, the control unit can be implemented from equivalent discrete components, an ASIC, an ASSP, etc.
  • the impact wrench 1 has an input element 26 via which the user can select an operating mode.
  • the control unit 24 then controls the impact wrench 1 in accordance with the selected operating mode.
  • the control sequences of the various operating modes can be stored in the memory 25.
  • the operating modes include a setting process for expansion anchors and a setting process for screw connections in steel construction.
  • the input element 26 can contain, for example, a display 27 and one or more input buttons 28 .
  • the control unit 24 can display the various operating modes stored in the memory 25 and possibly associated connection types. The user can select the operating mode by means of the input buttons 28. In addition, the user can enter specifications such as size, diameter, length, target torque, load capacity or manufacturer designation of a connection type.
  • the impact wrench 1 has a communication interface 29 which communicates with an external input element 30 .
  • the external input element 30 can be, for example, a mobile phone, a laptop or an analog mobile device.
  • the input element can be an additional module which can be arranged as an adapter between the impact wrench 1 and the battery 6 .
  • connection types are stored in an application executed on input element 30 , or the application can query them from a server via a mobile radio interface.
  • the external input element 30 can show the expansion anchors or relevant information of the connection type on a display 31 .
  • the user selects a connection type via an input button 32 or a touch-sensitive display 31 .
  • the external input element 30 transmits the type designation or parameters relevant to the control method of the selected connection type to the impact wrench 1 via a communication interface 33 to the communication interface 29 of the impact wrench 1 .
  • the communication interface 29 is preferably radio-based, for example using a Bluetooth standard.
  • the internal input element 28 or the external input element 30 can be provided with a camera 34 which can capture a bar code on a packaging of the connection type.
  • the input element 28 determines the connection type based on the detected bar code and the bar codes stored in the memory 25.
  • a camera 34 a laser-based bar code reader, an RFID reader, etc. can be used to detect a label on the packaging or on the connection type.
  • image processing in the input element 28 can recognize the connection type based on an image recorded by the camera 34 , or at least limit a selection of connection types presented to the user based on the image.
  • Fig. 3 shows an expansible anchor 35, which in a wall 36 anchored to an attachment 37 on the wall 36 are fixed.
  • the expansion anchor 35 has an anchor rod 38 .
  • At one end of the anchor rod 38 there is a screw head 21 .
  • a spreading mechanism 39 is provided at an end facing away from the screw head 21 .
  • the expansion mechanism 39 is inserted into a borehole in the wall 36 .
  • a tensile stress acting on the expansion mechanism 39 by the screw head 21 converts the expansion mechanism 39 into a radial clamping force against the inner wall of the borehole.
  • the expansion anchor 35 has a self-locking effect, since an increasing tensile load on the expansion anchor 35 due to the attachment 37 leads to a higher clamping force.
  • 35 its specified load values are guaranteed for a set expansible anchor, the expansible anchor 35 is preloaded during installation by means of the screw head 21st
  • the expansion anchor 35 is specified with a target torque with which the screw head 21 is to be tightened when setting.
  • a manual setting process of the expansion anchor 35 provides the following.
  • a borehole is drilled into the wall 36 in accordance with the specifications of the expansion anchor 35.
  • the specification specifies, among other things, the diameter of the borehole, which is equal to the outer diameter of the expansion mechanism 39 .
  • the expansion mechanism 39 is driven into the borehole, typically with rotary blows of a hammer.
  • the attachment 37 is positioned on the screw head 21 .
  • the screw head 21 is then tightened manually using a torque wrench.
  • the screw head 21 is supported indirectly via the attachment 37 on the wall 36 along the anchor rod 38 , whereby the tensile stress is generated.
  • the user ends the tightening when the torque wrench signals that the specified target torque of the expansion anchor 35 has been reached.
  • the screw head 21 is then loosened again, for example in order to align the attachment 37.
  • the user then tightens the screw head 21 again with the torque wrench and the same specified target torque.
  • several expansion anchors 35 are necessary in order to fasten the attachment 37.
  • the user can initially pretension each of the expansion anchors 35 a little before the expansion anchors 35 are tightened according to the target torque.
  • the user can be interrupted when tightening an expansion anchor 35 , whereupon the user hopefully continues the process later with the torque wrench.
  • the spreading mechanism 39 is based, for example, on a sleeve 40 and a cone 41 on the anchor rod 38 .
  • the sleeve 40 is opposite the cone 41 along the anchor rod 38 movable.
  • the anchor rod 38 has a thinner cylindrical neck 42 which the sleeve 40 encloses.
  • An inner diameter of the sleeve 40 is larger than the outer diameter of the neck 42 .
  • Adjacent to the sleeve 40 on the side of the sleeve 40 facing away from the screw head 21 , the cone 41 is arranged.
  • the jacket surface of the cone 41 tapers in the direction of the sleeve 40 .
  • the outside diameter of the jacket surface decreases from a value larger than the inside diameter of the sleeve 40 to a value smaller than the inside diameter of the sleeve 40 .
  • the specified diameter of the borehole corresponds to the outer diameter of the sleeve 40 , which is why the latter adheres or rubs against the inner wall of the borehole.
  • the sleeve 40 can be closed or slotted around the circumference. Furthermore, the cone 41 can be conical, corrugated, pyramidal in shape. An essential aspect for the functioning is the coefficient of friction of the sleeve 40 on the inner wall.
  • the sleeve 40 is typically made of a steel or other iron-based material.
  • the wall 36 is made of a mineral building material, for example concrete or natural stone.
  • the screw head 21 can, for example, consist of an external thread 43 on the anchor rod 38 and a nut 22 placed on the external thread 38 .
  • the nut preferably has a hexagonal circumference.
  • the anchor rod 38 can have an internal thread into which a screw is inserted.
  • the screw has a head which projects radially beyond the anchor rod 38 .
  • the head of the screw has a hexagonal circumference.
  • the impact wrench 1 implements a setting method for the expansion anchor 35 ; "Expansion anchor” operating mode ( Fig. 4 ).
  • the setting method is suitable for fastening an attachment 37 to a wall 36 with the expansion anchor 35 .
  • the user drills the borehole into the wall 36 and pushes the expansion anchor 35 into the borehole.
  • the screw head 21 is tightened by means of the impact wrench 1 .
  • the impact wrench 1 is distinguished by the generation of a repetitive rotary impact with short-term and therefore high torque.
  • control parameters are assigned to each type of expansion anchor, which are necessary for the subsequent proper sequence of the setting process.
  • the control parameters are stored in the memory 25 for the type of expansion anchor.
  • the control unit 24 reads out the corresponding control parameters.
  • the control parameters are preferably retained until the user selects a different type of expansion anchor 35. It is not necessary to select the expansion anchor 35 before each individual setting.
  • the electric motor 2 When the button 9 is not actuated, the electric motor 2 is disconnected from the power supply, for example the battery 6. A speed D of the electric motor 2 is zero or drops to zero. The separation can take place electromechanically by the button 9 itself or by an electrical switching element in the current path between the electric motor 2 and the power supply.
  • the button 9 must be kept pressed by the user throughout the entire setting process. If the user releases the button 9 , the electric motor 2 is immediately disconnected from the power supply and, as a result, the setting process is interrupted.
  • the impact wrench 1 preferably falls into a standby mode when the button 9 is released. In the standby mode, the impact wrench 1 reduces its energy consumption, in particular for a battery-powered impact wrench 1 .
  • the control unit 24 can be deactivated; reduce its functionality to the pure checking of the button 9 and the input element 28 , et cetera.
  • the setting process begins when button 9 is pressed. If necessary, the impact wrench 1 is woken up from the standby mode. In a preparatory phase, it can be checked whether the user has previously selected an expansion anchor 35 by means of one of the input elements 28 . If a corresponding selection has not yet been made and the control parameters are not set, the user is stopped and the impact wrench 1 remains inactive. Otherwise, the electric motor 2 is connected to the power supply.
  • a pre-phase typically begins, which is not explained further in the following description.
  • the first phase S1 of the setting process begins with the first blow of the impact wrench 1 (time t0 ).
  • a highly schematic curve 44 of the torque M is shown in FIG Fig. 5 shown.
  • the torque M exerted by the output spindle 4 is estimated.
  • the first phase S1 is ended by default when the estimated torque M exceeds a threshold value M0 (C1 ).
  • the threshold value M0 is typically less than the setpoint torque M9 for the expansion anchor 35 .
  • the electric motor 2 rotates the drive spindle 15 preferably at a predetermined first speed D1 .
  • the control unit 24 can, for example, determine the speed D of the drive spindle 15 directly with a rotation sensor 45 on the drive spindle 15 or indirectly via a rotation sensor on the electric motor 2 determine.
  • the first speed D1 is one of the control parameters assigned to the expansion anchor 35. The speed has an influence on the torque output by the impact wrench 1.
  • the hammer 10 is released from the anvil 11 after a rotary impact and is accelerated by the drive spindle 15 up to the next rotary impact on the anvil 11. The next rotary impact occurs when the hammer 10 is again aligned with the anvil 11.
  • a higher speed of the drive spindle 15 results in a higher angular speed and a higher angular momentum of the hammer 10 in the rotary impact.
  • a large part of the angular momentum is transmitted to the anvil 11 and the output spindle 4 in the event of a rotary impact.
  • the angular momentum or a variable describing the angular momentum can be determined in a series of tests for different speeds and stored in a family of characteristics.
  • the angle of rotation ⁇ by which the output spindle 4 rotates due to the rotary shock is determined.
  • the output torque M corresponds to the transmitted angular momentum and the angle of rotation ⁇ by which the output spindle 4 rotates due to the rotary impact.
  • the output torque M is estimated.
  • a family of characteristics can be stored in the memory 25 , for example, which assigns a torque M or a variable describing the torque to a pairing of speed D and angle of rotation ⁇ .
  • the angle of rotation ⁇ is determined by a sensor system 46 in the impact wrench 1 .
  • the sensor system 46 can, for example, directly detect the rotary movement of the output spindle 4 with a rotary sensor 47.
  • the rotation sensor 47 can scan markings on the output spindle 4 inductively or optically.
  • the sensor system 46 can estimate the angle of rotation ⁇ of the output spindle 4 based on the rotary movement of the drive spindle 15 between two successive rotary strokes.
  • the drive spindle 15 rotates between the two rotary strokes by the angular spacing of the claws 12 , for example 180 degrees, and if the anvil 11 has rotated, it also rotates by the rotation angle ⁇ of the output spindle 4 .
  • the rotational impacts are detected by a rotational impact sensor 48.
  • the sensor system 46 detects the angle of rotation of the drive spindle 15 in the time span between two immediately successive rotary strokes.
  • the beginning and the end of the period of time are detected by detecting the rotary impacts by means of a rotary impact sensor 48.
  • the rotational impact sensor 48 can, for example, the increased short-term vibration associated with the rotational impact in the Grasp impact wrench 1 .
  • the vibration is compared, for example, with a threshold value; the beginning or the end corresponds to the point in time at which the threshold value is exceeded.
  • the twist sensor 48 can also be based on an acoustic microphone or infrasound microphone that detects a spike in volume.
  • a torsional shock sensor 48 detects the power consumption or a speed fluctuation of the electric motor 2 .
  • the power consumption increases briefly during the turning stroke.
  • the angle of rotation of the drive spindle 15 can be calculated, for example, from the speed D or the signals of the rotation sensor 45 and the time span.
  • the angle of rotation ⁇ of the output spindle 4 is determined as the angle of rotation of the drive spindle 15 minus the angular spacing of the claws 12 .
  • the impact wrench 1 continuously compares the estimated torque M with the threshold value M0 during the first phase S1 .
  • the first phase S1 is ended immediately when the threshold value M0 is exceeded ( C1 ).
  • the comparison of the torque M with the threshold value M0 is equivalent to a comparison of the angle of rotation per rotation beat ⁇ with a threshold value per rotation beat ⁇ 0.
  • a pairing of a speed D1 and an angle of rotation ⁇ 0, which is to be fallen below, can be stored in the memory 25 for an expansion anchor 35.
  • the first phase S1 is ended when the screw head 21 only rotates a little.
  • the detection of the angle of rotation ⁇ is becoming increasingly imprecise.
  • the correlation between speed and angular momentum also decreases.
  • the second phase S2 immediately follows the first phase S1 .
  • the speed D of the drive spindle 15 can still be regulated to the first speed D1.
  • a predetermined number N1 of rotary impacts is exerted.
  • the number N1 of rotary impacts is another control parameter specific to the expansion anchor.
  • the target torque M9 of the expansion anchor 35 is approximately reached with the number N1 of rotary impacts.
  • the angle of rotation ⁇ is approximately the same for each further rotary stroke.
  • the number N1 of rotary strokes thus corresponds to a rotation through a predetermined angle of rotation ⁇ 1. Assuming an elastic behavior of the expansion anchor 35 , the additional tensile stress of the expansion anchor 35 is largely proportional to the angle of rotation ⁇ 1.
  • the tensile stress can thus be adjusted in a metered manner via the number N1 of rotary impacts.
  • the necessary number N1 of rotary impacts or the rotation angle ⁇ can be determined in test series for the expansion anchor 35 and the impact wrench 1 and the specified speed D1 of the second phase S2 and stored in the memory 25.
  • the number N of rotary impacts exerted is counted. Recognizing the turning strokes can, as stated above, take place, for example, by means of a rotation sensor 48.
  • the second phase S2 is ended immediately when the number N of rotary strokes reaches the target number N1 (C2 ).
  • the second phase S2 is preferably followed by a relaxation phase S3 .
  • the repetition rate of the rotary impacts is reduced compared to the second phase S2.
  • the speed D is reduced to a second speed D2 .
  • the second speed D2 is lower than the first speed D1 .
  • the second speed D2 is below the critical speed which the impact wrench 1 needs to achieve the target torque.
  • the second speed D2 is between 50% and 80% of the first speed D1, for example.
  • the relaxation phase S3 is preferably time-controlled.
  • a duration T1 of the relaxation phase S3 is, for example, in the range between 0.5 seconds [s] and 5 s.
  • the two-phase or three-phase setting method described above is suitable for tightening an expansion anchor 35 immediately after it has been inserted into the borehole. It can happen that for the subsequent alignment of the attachment part 37, the user will loosen the tensioned expansion anchor 35 and subsequently tighten it again. However, going through the two phases or three phases again could damage the expansion anchor 35 or even the subsurface.
  • the setting method therefore has a test routine in the “expansion anchor” operating mode, which determines at least during the first phase S1 whether the expansion anchor 35 has already been tightened.
  • the exemplary test routine determines a rate of change w of the estimated torque M.
  • the rate of change w ie the increase in torque M between successive rotary strokes or averaged over several rotary strokes, proves to be a robust characteristic which discriminates between an expansion anchor 35 that has never been tightened and an expansion anchor 35 that has been loosened again.
  • a curve 49 of the estimated torque M for a previously released expansion anchor 35 is shown in FIG Fig. 5 shown.
  • the rate of change w is characteristically greater in the case of the expansion anchor 35 (curve 49 ) that has been loosened again than in the other case 44 .
  • the impact wrench 1 determines the rate of change w during the first phase S1 and compares the rate of change w with a limit value w0 .
  • the rate of change w is preferably averaged over several rotary strokes or a time window ⁇ T , which typically extends over several rotary strokes. If the limit value w0 is exceeded, the impact wrench 1 ends the first phase S1 .
  • the limit value w0 is another of the control parameters which are assigned to the expansion anchor 35.
  • the limit value w0 can be stored as a rate of change.
  • the Rate of change w can also be detected by means of a predetermined time window ⁇ T and a predetermined threshold value M2 of the torque M to be reached within the time window ⁇ T.
  • the time window ⁇ T begins with the first beat t0 .
  • Exceeds the threshold value M the torque M2 still within the time window ⁇ T the first phase is ended with S1 exceeding the threshold M2.
  • the time window ⁇ T and the threshold value M2 are stored accordingly.
  • the first phase S1 ended prematurely in this way is followed by a modified phase S2b .
  • the modified phase S2b is essentially the same as the second phase S2 .
  • the impact wrench 1 exerts a predetermined number N2 of rotary impacts.
  • the number N2 is significantly less than in the second phase S2.
  • the number N2 is less than half the number N1 , for example less than a third of the number N1 .
  • the modified second phase S2b is therefore significantly shorter than the standard second phase S2 . If a relaxation phase S3 is provided, this follows the modified second phase S2b .
  • the rate of change w can also be monitored during the second phase S2. If the rate of change w exceeds the predefined threshold value w0 , the second phase S2 is ended prematurely and the method continues with the modified second phase S2b .
  • the user can intentionally or inadvertently release the button 9 during the setting process.
  • the electric motor 2 stopped immediately or at least disconnected from the power supply.
  • the setting procedure is thus canceled.
  • the control method logs the setting state reached in the memory 25. In particular, it is recorded in the memory 25 which of the three phases of the setting process has been reached.
  • the impact wrench 1 can then pass into the standby mode S0.
  • the control process enables the user to complete the setting process.
  • the user is requested, for example via the display 27, to complete the setting process.
  • the user can use the input element 28 to select whether the setting process should be continued with the next actuation of the button 9 or, alternatively, a standard new setting process should take place.
  • the request can appear, for example, when the user presses the button 9 again.
  • the display 27 can permanently signal the request to the user.
  • the user can make the request by means of the input element 28 respond.
  • the button 9 can be assigned an actuation pattern to the “continue setting process” mode. For example, tapping twice before pressing the button 9 fully corresponds to the selection "continue setting process", while pressing the button 9 immediately corresponds to the selection "standard new setting process". If the user does not respond to the request within a waiting period, for example within 30 s, the control method returns to its standard operation and will carry out the next setting process in accordance with a standard new setting process.
  • the standard new setting process takes place after the two or three phases described above. If the user requests that the setting process be continued, the above setting procedure is modified depending on the setting status that has already been reached.
  • the setting process begins anew, ie with the first phase S1 .
  • the torque M is estimated or the angle of rotation ⁇ of each twisting stroke is determined until the termination condition for the first phase S1 is reached and whereupon the following phases follow.
  • the control method stores the number of rotary strokes already carried out in the log. When you continue, the specified number N rotary strokes is reduced by the number of rotary strokes stored in the protocol.
  • the relaxation phase S3 may then follow.
  • the control method stores the already executed duration of the relaxation phase S3 in the protocol in the event of a termination. When you continue, the duration that has already been carried out is read out from the memory 25 and subtracted from the specified duration.
  • Fig. 6 shows schematically a screw connection of two construction elements 50 , 51 for steel construction in civil engineering.
  • the two construction elements 50 , 51 are to be connected in a load-bearing manner by means of one or more screw connections 52.
  • the structural elements 50 , 51 can include, for example, beams, plates, tubes, flanges, etc.
  • the construction elements are made of steel or other metallic materials.
  • the construction elements 50 , 51 are reduced to their touching plate-shaped sections in the illustration.
  • One or more eyes 53 are provided in the sections. The eyes 53 of the two construction elements are aligned with one another by the user.
  • the screw connections 52 can have a typical structure with a screw head 54 on a threaded rod 55 and a screw nut 56 . While the threaded rod 55 has a smaller diameter than the eyes 53 , the screw head 54 and the screw nut 56 have a larger diameter than the eye 53 . In the case of other screw connections, the threaded rods can already be connected to the first structural element 50.
  • the user inserts the threaded rods 55 through the aligned eyes 53 . Then the screw nut 56 is put on. In the case of manual fastening, the user tightens the screw nut 56 with a torque wrench until a target torque specified for the screw connection is reached.
  • the specification is given by the manufacturer of the screw connection or is specified in the relevant standards for steel construction.
  • the target torque ensures that the screw connection cannot loosen under load, in particular vibrations.
  • the threaded rod 55 should not be unnecessarily stressed or, in the worst case, be permanently damaged while the screw nut 56 is being tightened.
  • Tightening the screw connections 52 with a torque wrench is a reliable and robust method, but the method is labor intensive. Especially since the screw connection 52 typically contains many screws. The screw connections 52 could in principle be tightened with a conventional electric screwdriver and a corresponding shutdown until the target torque is reached. However, the user cannot apply the necessary holding force for the target torque and there is a considerable risk of injury to the user.
  • the impact wrench 1 implements a robust setting method for the screw connection 52 .
  • the user aligns the structural elements 51 with one another, inserts the threaded rods 55 through the second structural element 51 and puts the screw nuts 56 on.
  • the construction elements 50 , 51 occasionally do not lie flat on top of one another, as exemplified in FIG Fig. 7 illustrated.
  • the user has to ensure that the construction elements 50 , 51 lie flat on top of one another in the area of the screw connection 52.
  • the user can tighten one or more of the screw nuts 56 by hand.
  • the tightening torque can remain lower than the setpoint torque M of the screw connection 52.
  • Use of a torque wrench is optional.
  • the user then tightens the screw connections 52 with the impact wrench 1 , which tightens the screw connections 52 up to the target torque M. If the construction elements 50 , 51 do not initially lie flat on top of one another, the impact wrench 1 aborts the setting process and indicates the missing or incomplete preparatory step to the user. For this purpose, the user selects the “steel construction” operating mode and specifies the type of screw connections 52 .
  • Each type of screw connection 52 is assigned a number of control parameters which are necessary for the subsequent proper sequence of the setting process.
  • the control parameters are stored in the memory 25 for the type.
  • the control unit 24 reads out the corresponding control parameters.
  • the control parameters are preferably retained until the user selects a different type of screw connection 52. It is not necessary to select the screw connection 52 before each individual setting.
  • the electric motor 2 When the button 9 is not actuated, the electric motor 2 is disconnected from the power supply, for example the battery 6 , and does not rotate.
  • the impact wrench 1 preferably falls into a standby mode when the button 9 is released.
  • the setting process begins when button 9 is pressed. In a preparatory phase, it can be checked whether the user has previously selected the type of screw connection 52 by means of one of the input elements 28 . If a corresponding selection has not yet been made and the control parameters are not set, the user is stopped and the impact wrench 1 remains inactive. Otherwise, the electric motor 2 is connected to the power supply.
  • the drive spindle 15 is accelerated.
  • the spindle is accelerated to a target speed Do.
  • the retroactive torque of the screw connection 52 can be so small that the hammer mechanism 3 is not activated. This pre-phase is not described further below.
  • the first phase S11 of the setting process begins with the first stroke of the striking mechanism 3 .
  • the torque M exerted by the output spindle 4 is estimated.
  • the first phase S11 is ended by default when the estimated torque M exceeds a threshold value M0.
  • the threshold value M0 is typically less than the setpoint torque M9 for the screw connection 52 .
  • the estimation of the torque M is carried out as described in connection with phase S1, the tightening of an expansion anchor.
  • the control parameters required for this are stored in the memory 25 for the screw connection 52.
  • the second phase S12 immediately follows the first phase S11 .
  • the speed D of the drive spindle 15 can still be regulated to the target speed Do.
  • a predetermined number N3 of rotary impacts is exerted.
  • the number N3 of rotary impacts is another control parameter specific to the expansion anchor.
  • the target torque of the screw connection 52 is approximately achieved with the number N3 of rotary impacts.
  • the second phase S12 largely corresponds to the second phase S2 when setting an expansion anchor 35 .
  • the described two-phase setting method "steel construction" is suitable for tightening a screw connection 52 for connecting two steel construction elements 50 , 51 , provided that they lie flat on top of one another.
  • a test routine C1 is active, which estimates whether the steel structural elements 50 , 51 are lying flat on top of one another. If the test routine C1 determines that they are lying flat on top of one another, the setting process is carried out with the phases described above until the end. If the test routine denies that they are lying flat on top of one another, a protection routine S13 is carried out. The protection routine S13 can immediately abort the setting process in a simple implementation.
  • the display 27 of the impact wrench 1 can output a corresponding indication as to why the setting process was aborted.
  • the test routine C11 estimates the angle of rotation ⁇ of the screw connection starting from the first impact (time t0 ).
  • a curve 57 of the angle of rotation ⁇ over time is compared with stored control parameters for the screw connection 52 .
  • the angle of rotation ⁇ is preferably averaged from several measuring points.
  • Fig. 8 illustrates the course 57 of the Rotation angle ⁇ .
  • the rotation angle ⁇ which essentially increases in steps, can in practice only be detected with a high level of noise.
  • the rate of increase of the angle of rotation ⁇ can be measured for each type of screw connection 52 from test series.
  • the course is essentially determined by the elastic behavior of the screw connection 52 .
  • the construction elements 50 , 51 - insofar as they lie flat on top of one another - have only a slight influence on the course.
  • Indulging in not flat superposed construction elements 50, 51 is dominated by the stiffness thereof and a gap between the structural elements 50, 51, the rigidity of the overall system. The stiffness is typically reduced. With the same impact power, a greater progression of the angle of rotation ⁇ per time is observed.
  • the control parameters describe an upper limit 58 which the angle of rotation ⁇ must not exceed during the tightening. Exceeding the upper limit 58 is recognized as lying on top of one another in a non-planar manner.
  • the test routine causes the setting process to be aborted S13.
  • the upper limit 58 is preferably not a fixed value, but a value that increases with time or with the number of beats.
  • the test routine is preferably activated with the first impact at time t0.
  • the test routine is preferably ended after a predetermined period of time ⁇ T , for example the test routine is ended at the end of the first phase S11 .
  • the upper limit 58 can be determined for different screw connections 52 , in particular different diameters of the screws, by means of a series of tests.
  • An alternative setting method "steel construction II" runs through the first phase S11 and the second phase S12 as described above.
  • the number N8 of rotary strokes for the second phase S12 is not specified in advance, but is derived from the course 59 of the rotary angle ⁇ during the previous setting process.
  • An estimation routine S14 compares the course 59 of the angle of rotation ⁇ over time t with a family of patterns 60 ( Fig. 10 ).
  • the samples 60 are typical courses of the angle of rotation ⁇ determined from series of tests when tightening screw connections 52 in steel construction.
  • the estimation routine S14 determines the pattern 60 that comes closest to the current profile 59 .
  • the number N8 of rotary impacts for the second phase S12 is assigned to the pattern 60 in a look-up table.
  • Fig. 10 shows an example of a course 59 in which the construction elements 51 lie flat on top of one another.
  • the exemplary patterns 60 have three sections: a beginning 61 , a middle 62, and an end 63 .
  • the beginning has a linear course with a first slope.
  • the end has a linear course with a second slope, which is less than the first slope.
  • the center 62 is described, for example, by an exponential function with a monotonically decreasing slope.
  • the center can be described by other functions with a continuously monotonically decreasing slope, e.g. exponential function, hyperbola.
  • the transitions between the sections are preferably smooth.
  • the pattern has four to six degrees of freedom.
  • the degrees of freedom are or describe, among other things, the slope of the beginning, the slope of the end, the duration of the beginning and the duration of the middle.
  • the comparison of the course with the pattern can be carried out with a compensation calculation (Fit) in which the numerical values for the degrees of freedom are varied, for example using the least squares method.
  • the patterns 60 are expediently provided for different types of screw connections 52 in a memory 25 .
  • the user preferably enters the type via the input element 28 before tightening the screw connection 52 .
  • the estimation routine S14 limits the adaptation to the patterns 60 associated with the selected type.
  • the estimation routine S14 preferably records the angle of rotation ⁇ over the time t , beginning with the first beat t0 , in order to obtain measurement points for the comparison.
  • a measuring point contains the measured angle of rotation ⁇ and the associated point in time t.
  • the angle of rotation ⁇ can be estimated based on the angle of rotation of the drive spindle 15 between successive rotary strokes. Time recording can be approximated by chronological recording of the angle of rotation ⁇ .
  • the measuring points can be stored in a buffer.
  • the estimation routine S14 adapts the pattern 60 to the measurement points. For a meaningful result of the adjustment, it is preferably carried out after a minimum number of rotary strokes. It also proves to be advantageous to carry out the adaptation at the beginning of the second phase S12 , that is to say when the estimated torque M exceeds a threshold value M0.
  • the adaptation can be carried out repeatedly, provided that the computing power of the impact wrench 1 allows this. Alternatively, the estimation routine S14 is carried out only once.
  • the estimation routine S14 is terminated when a deviation of the pattern 60 from the measurement points lies within a predetermined tolerance. If, after a specified number of rotary strokes or a specified duration, a deviation of the pattern is outside a tolerance or the minimum number of measuring points for the end of the pattern is not reached, an error message is output and the setting process is aborted.
  • the determined pattern 60 provides information about the elastic behavior of the screw connection 52 . Based on the elastic behavior, the number N8 of necessary rotary shocks for the second phase S12 can be derived. In one embodiment, values for N8 associated with the patterns 60 are stored. Instead of a look-up table, an algorithm can determine the target number N8 from the numerical values. As soon as the estimation routine S14 has determined the target number N8 of the rotational jolts for the second phase S12 , the target number N8 is established for the second phase S12 . Starting with the change from the first phase S11 to the second phase S12, the setting process counts the number of rotary impacts performed. As soon as the number N8 is reached, the setting process is ended. The start of the second phase S12 is preferably before the target number N8 is set .
  • the change from the first phase S11 to the second phase S12 takes place based on an estimate of the retroactive torque M. This estimate is subject to a significant measurement error.
  • One embodiment determines, based on the pattern 60 , with which rotary stroke 64 the threshold value M0 was exceeded.
  • the previously made change from the first phase S11 to the second phase S12 can have occurred to a different rotary stroke than the rotary stroke 64 .
  • the estimation routine S14 can adjust the target number N8 in accordance with the deviation.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Setzverfahren für Spreizanker, welches als Steuerungsverfahren für einen Schlagschrauber implementiert ist.The present invention relates to a setting method for expansion anchors, which is implemented as a control method for an impact wrench.

Das Dokument EP 2 985 118 A1 offenbart ein Steuerungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The document EP 2 985 118 A1 discloses a control method according to the preamble of claim 1.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Ein Anwender kann das Setzen eines Spreizankers abbrechen und nach einer kurzen Pause fortsetzen. Ein unsachgemäßes Wiederaufnehmen des Anziehens kann den Spreizanker schädigen.A user can cancel the setting of an expansion anchor and continue after a short break. Improperly resuming tightening can damage the expansion anchor.

Eine Ausgestaltung eines Steuerungsverfahrens eines Schlagschraubers zum Setzen eines Spreizanker führt ansprechend auf ein Betätigen eines Tasters eine erste Sequenz mit folgenden Phasen aus. In einer ersten Phase wird wiederholt ein Drehschlag auf ein Schraubelement des Spreizankers ausgeübt und ein von dem Drehschlag auf den Schraubkopf übertragenes Drehmoments wird geschätzt. Die erste Phase S1 wird solange fortgesetzt bis das geschätzte übertragene Drehmoment einen für den Spreizanker vorgegebenen Schwellwert überschreitet. In einer zweiten Phase wird eine für den Spreizanker vorgegebene Anzahl von Drehschlägen auf den Schraubkopf ausgeübt. Bei einem Lösen der Betätigung des Tasters vor Beendigung der ersten Sequenz wird in einem Speicher ein vorzeitiges Lösen des Tasters und in welcher Phase der Taster gelöst wurde abgelegt. Ansprechend auf ein Betätigen des Tasters bei einem abgelegten vorzeitigen Lösen in dem Speicher wird eine zweite Sequenz der Phasen ausführt, wobei die zweite Sequenz davon abhängt, in welcher Phase der Taster vorhergehend gelöst wurde.An embodiment of a control method of an impact wrench for setting an expansion anchor executes a first sequence with the following phases in response to actuation of a button. In a first phase, a rotary impact is repeatedly exerted on a screw element of the expansion anchor and a torque transmitted by the rotary impact to the screw head is estimated. The first phase S1 is continued until the estimated transmitted torque exceeds a threshold value specified for the expansion anchor. In a second phase, a predetermined number of rotary blows for the expansion anchor is exerted on the screw head. If the pushbutton is released before the end of the first sequence, a premature release of the pushbutton and the phase in which the pushbutton was released are stored in a memory. In response to an actuation of the button in the event of a stored premature release in the memory, a second sequence of phases is executed, the second sequence depending on the phase in which the button was previously released.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1
einen Schlagschrauber
Fig. 2
ein Eingabeelement
Fig. 3
einen Spreizanker
Fig. 4
ein Ablaufdiagramm zu dem Betriebsmodus "Spreizanker"
Fig. 5
ein Verlauf des geschätzten Drehmoments
Fig. 6
eine Schraubverbindung von zwei Stahlplatten
Fig. 7
eine Schraubverbindung von zwei Stahlplatten
Fig. 8
einen Verlauf eines Drehwinkels
Fig. 9
ein Ablaufdiagramm zu dem Betriebsmodus "Stahlbau"
Fig. 10
einen Verlauf eines Drehwinkels
Fig. 11
ein Ablaufdiagramm zu dem Betriebsmodus "Stahlbau"
The following description explains the invention on the basis of exemplary embodiments and figures. In the figures show:
Fig. 1
an impact wrench
Fig. 2
an input element
Fig. 3
an expansion anchor
Fig. 4
a flowchart for the "expansion anchor" operating mode
Fig. 5
a course of the estimated torque
Fig. 6
a screw connection of two steel plates
Fig. 7
a screw connection of two steel plates
Fig. 8
a course of an angle of rotation
Fig. 9
a flowchart for the "steel construction" operating mode
Fig. 10
a course of an angle of rotation
Fig. 11
a flowchart for the "steel construction" operating mode

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.Identical or functionally identical elements are indicated by the same reference symbols in the figures, unless stated otherwise.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION SchlagschrauberImpact wrench

Fig. 1 illustriert schematisch den Schlagschrauber 1. Der Schlagschrauber 1 hat einen Elektromotor 2, ein Schlagwerk 3 und eine Abtriebsspindel 4. Das Schlagwerk 3 wird von dem Elektromotor 2 kontinuierlich angetrieben. Sobald ein rückwirkendes Drehmoment der Abtriebsspindel 4 einen Schwellwert überschreitet, übt das Schlagwerk 3 wiederholt Drehimpulse (Drehschläge) mit einem zwar kurzzeitigen aber dafür mit einem sehr hohen Drehmoment auf die Abtriebsspindel 4 aus. Die Abtriebsspindel 4 dreht sich entsprechend kontinuierlich oder schrittweise um eine Arbeitsachse 5. Der Elektromotor 2 kann über eine Batterie 6 gespeist oder netzgespeist sein. Fig. 1 schematically illustrates the impact wrench 1 . The impact wrench 1 has an electric motor 2 , an impact mechanism 3 and an output spindle 4 . The striking mechanism 3 is continuously driven by the electric motor 2. As soon as a retroactive torque of the output spindle 4 exceeds a threshold value, the percussion mechanism 3 repeatedly exerts rotary impulses (rotary impacts) on the output spindle 4 with a brief but very high torque. The output spindle 4 accordingly rotates continuously or in steps about a working axis 5 . The electric motor 2 can be fed via a battery 6 or can be mains-fed.

Der Schlagschrauber 1 hat einen Handgriff 7, mittels welchem der Anwender den Schlagschrauber 1 während des Betriebs halten und führen kann. Der Handgriff 7 kann steif oder mittels Dämpfungselementen an einem Maschinengehäuse 8 befestigt sein. Der Elektromotor 2 und das Schlagwerk 3 sind in dem Maschinengehäuse 8 angeordnet. Der Elektromotor 2 ist mittels eines Tasters 9 ein- und ausschaltbar. Der Taster 9 ist beispielsweise unmittelbar an dem Handgriff 7 angeordnet und durch die den Handgriff umschließende Hand betätigbar.The impact wrench 1 has a handle 7 by means of which the user can hold and guide the impact wrench 1 during operation. The handle 7 can be fixed to a machine housing 8 in a rigid manner or by means of damping elements. The electric motor 2 and the hammer mechanism 3 are arranged in the machine housing 8 . The electric motor 2 can be switched on and off by means of a button 9. The button 9 is arranged, for example, directly on the handle 7 and can be actuated by the hand surrounding the handle.

Das beispielhafte Schlagwerk 3 hat einen Hammer 10 und einen Amboss 11. Der Hammer 10 hat Klauen 12, welche in Drehrichtung an Klauen 13 des Amboss 11 anliegen. Der Hammer 10 kann über die Klauen 12 ein kontinuierliches Drehmoment oder kurzzeitige Drehimpulse auf den Amboss 11 übertragen. Eine Schraubenfeder 14 spannt den Hammer 10 in Richtung zu dem Amboss 11 vor, wodurch der Hammer 10 mit dem Amboss 11 in Eingriff gehalten wird. Falls das Drehmoment den Schwellwert überschreitet, verschiebt sich der Hammer 10 soweit gegen die Kraft der Schraubenfeder, bis die Klauen 12 nicht mehr in Eingriff mit dem Amboss 11 sind. Der Elektromotor 2 kann den Hammer 10 in Drehrichtung beschleunigen, bis der Hammer 10 durch die Schraubenfeder 14 erneut in Eingriff mit dem Amboss 11 gezwungen wird. Die zwischenzeitlich gewonnene kinetische Energie überträgt der Hammer 10 in einem kurzen Impuls auf den Amboss 11. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Hammer 10 auf einer Antriebsspindel 15 entlang einer spiralförmigen Bahn 16 zwangsgeführt ist. Die Zwangsführung kann beispielsweise als spiralförmige Vertiefung in der Antriebsspindel 15 und einen in die Vertiefung eingreifenden Zapfen des Hammers 10 realisiert sein. Die Antriebsspindel 15 ist durch den Elektromotor 2 angetrieben.The striking mechanism 3 by way of example has a hammer 10 and an anvil 11 . The hammer 10 has claws 12 which rest against claws 13 of the anvil 11 in the direction of rotation. The hammer 10 can provide a continuous torque or short-term torque via the claws 12 Transferring angular momentum to the anvil 11. A coil spring 14 biases the hammer 10 toward the anvil 11 , thereby keeping the hammer 10 engaged with the anvil 11 . If the torque exceeds the threshold value, the hammer 10 moves against the force of the helical spring until the claws 12 are no longer in engagement with the anvil 11 . The electric motor 2 can accelerate the hammer 10 in the direction of rotation until the hammer 10 is again forced into engagement with the anvil 11 by the helical spring 14. The hammer 10 transmits the kinetic energy gained in the meantime to the anvil 11 in a short pulse. One embodiment provides that the hammer 10 is forcibly guided on a drive spindle 15 along a spiral path 16. The forced guidance can be implemented, for example, as a spiral recess in the drive spindle 15 and a pin of the hammer 10 engaging in the recess. The drive spindle 15 is driven by the electric motor 2 .

Die Abtriebsspindel 4 steht aus dem Maschinengehäuse 8 hervor. Das herausstehende Ende bildet einen Werkzeughalter 17. Der beispielhafte Werkzeughalter 17 hat einen quadratischen Querschnitt. Eine Stecknuss 18 oder ähnliches Werkzeug kann auf den Werkzeughalter 17 aufgesteckt werden. Die Stecknuss 18 hat eine Buchse mit einem quadratischen hohlen Querschnitt, der in seinen Maßen im Wesentlichen dem Werkzeughalter 17 entspricht. Der Buchse gegenüberliegend hat die Stecknuss 18 ein Maul 20 zum Aufnehmen des Schraubkopfs 21, d.h. der sechskantigen Mutter 22 oder einer analogen Schraube. Die Stecknuss 18 kann mittels eines Werkzeugverriegelung 23 an der Abtriebsspindel 4 gesichert sein. Die Werkzeugverriegelung 23 basiert beispielsweise auf einem Stift, welcher sowohl durch eine Bohrung in der Abtriebsspindel 4 als auch in der Stecknuss 18 gesteckt wird.The output spindle 4 protrudes from the machine housing 8 . The protruding end forms a tool holder 17 . The exemplary tool holder 17 has a square cross section. A socket 18 or a similar tool can be plugged onto the tool holder 17 . The socket 18 has a socket with a square, hollow cross-section, the dimensions of which essentially correspond to the tool holder 17. Opposite the socket, the socket 18 has a mouth 20 for receiving the screw head 21 , ie the hexagonal nut 22 or an analogous screw. The socket 18 can be secured on the output spindle 4 by means of a tool lock 23. The tool lock 23 is based, for example, on a pin which is inserted both through a bore in the output spindle 4 and in the socket 18.

Der Schlagschrauber 1 hat eine Steuerungseinheit 24. Die Steuerungseinheit 24 kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor und einen externen oder integrierten Speicher 25 realisiert sein. Anstelle eines Mikroprozessors kann die Steuerungseinheit aus äquivalenten diskreten Bauelementen, einen ASIC, ein ASSP, etc. realisiert sein.The impact wrench 1 has a control unit 24 . The control unit 24 can be implemented, for example, by a microprocessor and an external or integrated memory 25 . Instead of a microprocessor, the control unit can be implemented from equivalent discrete components, an ASIC, an ASSP, etc.

Der Schlagschrauber 1 hat ein Eingabeelement 26, über welches der Anwender einen Betriebsmodus auswählen kann. Die Steuerungseinheit 24 steuert daraufhin den Schlagschrauber 1 entsprechend dem gewählten Betriebsmodus an. Die Steuerungssequenzen der verschiedenen Betriebsmodi können in dem Speicher 25 hinterlegt sein. Die Betriebsmodi umfassen unter Anderem ein Setzverfahren für Spreizanker und Setzverfahren für Schraubverbindungen im Stahlbau.The impact wrench 1 has an input element 26 via which the user can select an operating mode. The control unit 24 then controls the impact wrench 1 in accordance with the selected operating mode. The control sequences of the various operating modes can be stored in the memory 25. The operating modes include a setting process for expansion anchors and a setting process for screw connections in steel construction.

Das Eingabeelement 26 kann beispielsweise eine Anzeige 27 und ein oder mehrere Eingabetaster 28 beinhalten. Die Steuerungseinheit 24 kann die verschiedenen in dem Speicher 25 hinterlegten Betriebsmodi und ggf. damit assoziierten Verbindungstypen anzeigen. Der Anwender kann mittels der Eingabetaster 28 den Betriebsmodus auswählen. Zudem kann der Anwender Spezifikationen, wie Größe, Durchmesser, Länge, Soll-Drehmoment, Belastbarkeit oder Herstellerbezeichnung eines Verbindungstyps eingegeben. In einer alternativen Ausgestaltung hat der Schlagschrauber 1 eine Kommunikationsschnittstelle 29, welche mit einem externen Eingabeelement 30 kommuniziert. Das externe Eingabeelement 30 kann beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Laptop oder analoges Mobilgerät sein. Ferner kann das Eingabeelement ein Zusatzmodul sein, welches sich als Adapter zwischen Schlagschrauber 1 und Batterie 6 anordnen lässt. In einer auf dem Eingabeelement 30 ausgeführten Applikation sind mehrere Verbindungstypen hinterlegt oder die Applikation kann diese über eine Mobilfunkschnittstelle von einem Server abfragen. Das externe Eingabeelement 30 kann die Spreizanker oder relevante Informationen des Verbindungstyps auf einer Anzeige 31 darstellen. Der Anwender wählt einen Verbindungstyp über einen Eingabetaster 32 oder eine berührungsempfindliche Anzeige 31 aus. Das externe Eingabeelement 30 übermittelt die Typenbezeichnung oder für das Steuerungsverfahren relevanten Parameter des ausgewählten Verbindungstyps an den Schlagschrauber 1 via einer Kommunikationsschnittstelle 33 an die Kommunikationsschnittstelle 29 des Schlagschraubers 1. Die Kommunikationsschnittstelle 29 ist vorzugsweise funkbasiert, z.B. unter Verwendung eines Bluetooth Standards. In einer Ergänzung oder Alternative kann das interne Eingabeelement 28 oder das externe Eingabeelement 30 mit einer Kamera 34 versehen sein, welche einen Strichkode auf einer Verpackung des Verbindungstyps erfassen kann. Das Eingabeelement 28 ermittelt den Verbindungstyp basierend auf dem erfassten Strichkode und den in dem Speicher 25 hinterlegten Strichkodes. Anstelle einer Kamera 34 kann ein Laser-basierter Strichkode-Leser, ein RFID-Lesegerät, etc. verwendet werden, um ein Label an der Verpackung oder an dem Verbindungstyp zu erfassen. In einer weiteren Ausgestaltung kann eine Bildverarbeitung in dem Eingabeelement 28 den Verbindungstyp anhand eines von der Kamera 34 aufgenommenen Bildes erkennen, oder zumindest eine dem Anwender präsentierte Auswahl an Verbindungstypen basierend auf dem Bild eingrenzen.The input element 26 can contain, for example, a display 27 and one or more input buttons 28 . The control unit 24 can display the various operating modes stored in the memory 25 and possibly associated connection types. The user can select the operating mode by means of the input buttons 28. In addition, the user can enter specifications such as size, diameter, length, target torque, load capacity or manufacturer designation of a connection type. In an alternative embodiment, the impact wrench 1 has a communication interface 29 which communicates with an external input element 30 . The external input element 30 can be, for example, a mobile phone, a laptop or an analog mobile device. Furthermore, the input element can be an additional module which can be arranged as an adapter between the impact wrench 1 and the battery 6 . Several connection types are stored in an application executed on input element 30 , or the application can query them from a server via a mobile radio interface. The external input element 30 can show the expansion anchors or relevant information of the connection type on a display 31 . The user selects a connection type via an input button 32 or a touch-sensitive display 31 . The external input element 30 transmits the type designation or parameters relevant to the control method of the selected connection type to the impact wrench 1 via a communication interface 33 to the communication interface 29 of the impact wrench 1 . The communication interface 29 is preferably radio-based, for example using a Bluetooth standard. As a supplement or alternative, the internal input element 28 or the external input element 30 can be provided with a camera 34 which can capture a bar code on a packaging of the connection type. The input element 28 determines the connection type based on the detected bar code and the bar codes stored in the memory 25. Instead of a camera 34 , a laser-based bar code reader, an RFID reader, etc. can be used to detect a label on the packaging or on the connection type. In a further embodiment, image processing in the input element 28 can recognize the connection type based on an image recorded by the camera 34 , or at least limit a selection of connection types presented to the user based on the image.

SpreizankerExpansion anchor

Fig. 3 zeigt einen Spreizanker 35, welcher in einer Wand 36 verankert ein Anbauteil 37 an der Wand 36 befestigt. Der Spreizanker 35 hat eine Ankerstange 38. An einem Ende der Ankerstange 38 ist ein Schraubkopf 21. An einem dem Schraubkopf 21 abgewandten Ende ist ein Spreizmechanismus 39 vorgesehen. Der Spreizmechanismus 39 ist in ein Bohrloch in der Wand 36 eingesetzt. Eine von dem Schraubkopf 21 auf den Spreizmechanismus 39 wirkende Zugspannung setzt der Spreizmechanismus 39 in eine radiale Klemmkraft gegen die Innenwand des Bohrlochs um. Der Spreizanker 35 wirkt selbsthemmend, da eine zunehmende Zugbelastung an dem Spreizanker 35 durch das Anbauteil 37 zu einer höheren Klemmkraft führt. Damit bei einem gesetzten Spreizanker 35 seine spezifizierten Belastungswerte gewährleistet sind, wird der Spreizanker 35 beim Setzen mittels des Schraubkopfs 21 vorgespannt. Der Spreizanker 35 ist mit einem Soll-Drehmoment spezifiziert, mit welchem der Schraubkopf 21 beim Setzen angezogen werden soll. Fig. 3 shows an expansible anchor 35, which in a wall 36 anchored to an attachment 37 on the wall 36 are fixed. The expansion anchor 35 has an anchor rod 38 . At one end of the anchor rod 38 there is a screw head 21 . At an end facing away from the screw head 21 , a spreading mechanism 39 is provided. The expansion mechanism 39 is inserted into a borehole in the wall 36 . A tensile stress acting on the expansion mechanism 39 by the screw head 21 converts the expansion mechanism 39 into a radial clamping force against the inner wall of the borehole. The expansion anchor 35 has a self-locking effect, since an increasing tensile load on the expansion anchor 35 due to the attachment 37 leads to a higher clamping force. Thus 35 its specified load values are guaranteed for a set expansible anchor, the expansible anchor 35 is preloaded during installation by means of the screw head 21st The expansion anchor 35 is specified with a target torque with which the screw head 21 is to be tightened when setting.

Ein manueller Setzvorgang des Spreizankers 35 sieht folgendes vor. In einem vorbereitenden Schritt wird ein Bohrloch entsprechend den Spezifikationen des Spreizankers 35 in die Wand 36 gebohrt. Die Spezifikation gibt unter Anderem den Durchmesser des Bohrlochs vor, welcher gleich dem Außendurchmesser des Spreizmechanismus 39 ist. Der Spreizmechanismus 39 wird, typischerweise mit Drehschlägen eines Hammers, in das Bohrloch eingetrieben. Das Anbauteil 37 wird auf dem Schraubkopf 21 positioniert. Anschließend wird der Schraubkopf 21 händisch mittels eines Drehmomentschlüssels angezogen. Beim Anziehen stützt sich der Schraubkopf 21 mittelbar über das Anbauteil 37 an der Wand 36 längs der Ankerstange 38 ab, wodurch die Zugspannung erzeugt wird. Der Anwender beendet, das Anziehen, wenn der Drehmomentschlüssel signalisiert, dass das spezifizierte Soll-Drehmoment des Spreizankers 35 erreicht ist. In manchen Anwendungen wird der Schraubkopf 21 anschließend nochmals gelöst, beispielsweise um das Anbauteil 37 auszurichten. Der Anwender zieht den Schraubkopf 21 danach nochmals mit dem Drehmomentschlüssel und dem gleichen spezifizierten Soll-Drehmoment an. In anderen Anwendungen sind mehrere Spreizanker 35 notwendig, um das Anbauteil 37 zu befestigten. Der Anwender kann zunächst jeden der Spreizanker 35 etwas vorspannen, bevor die Spreizanker 35 dem Soll-Drehmoment entsprechend angezogen werden. Ferner kann der Anwender beim Anziehen eines Spreizankers 35 unterbrochen werden, worauf der Anwender hoffentlich den Vorgang später mit dem Drehmomentschlüssel fortsetzt.A manual setting process of the expansion anchor 35 provides the following. In a preparatory step, a borehole is drilled into the wall 36 in accordance with the specifications of the expansion anchor 35. The specification specifies, among other things, the diameter of the borehole, which is equal to the outer diameter of the expansion mechanism 39 . The expansion mechanism 39 is driven into the borehole, typically with rotary blows of a hammer. The attachment 37 is positioned on the screw head 21 . The screw head 21 is then tightened manually using a torque wrench. When tightening, the screw head 21 is supported indirectly via the attachment 37 on the wall 36 along the anchor rod 38 , whereby the tensile stress is generated. The user ends the tightening when the torque wrench signals that the specified target torque of the expansion anchor 35 has been reached. In some applications, the screw head 21 is then loosened again, for example in order to align the attachment 37. The user then tightens the screw head 21 again with the torque wrench and the same specified target torque. In other applications, several expansion anchors 35 are necessary in order to fasten the attachment 37. The user can initially pretension each of the expansion anchors 35 a little before the expansion anchors 35 are tightened according to the target torque. Furthermore, the user can be interrupted when tightening an expansion anchor 35 , whereupon the user hopefully continues the process later with the torque wrench.

Der Spreizmechanismus 39 basiert beispielsweise auf einer Hülse 40 und einem Konus 41 an der Ankerstange 38. Die Hülse 40 ist gegenüber dem Konus 41 längs der Ankerstange 38 beweglich. In der beispielhaften Darstellung hat die Ankerstange 38 einen dünneren zylindrischen Hals 42, welchen die Hülse 40 umschließt. Ein Innendurchmesser der Hülse 40 ist größer als der Außendurchmesser des Halses 42. Angrenzend an die Hülse 40, auf der von dem Schraubkopf 21 abgewandte Seite der Hülse 40 ist der Konus 41 angeordnet. Die Mantelfläche des Konus 41 verjüngt sich in Richtung zu der Hülse 40. Der Außendurchmesser der Mantelfläche verringert sich von einem Wert größer als der Innendurchmesser der Hülse 40 auf einen Wert geringer als der Innendurchmesser der Hülse 40. Der spezifizierte Durchmesser des Bohrlochs entspricht dem Außendurchmesser der Hülse 40, weshalb diese an der Innenwand des Bohrlochs haftet oder reibt. Beim Anziehen an der Ankerstange 38 und damit an dem Konus 41, bleibt die Hülse 40 stehen, während der Konus 41 in die Hülse 40 hineingezogen wird. Der Konus 41 weitet die Hülse 40 auf. Hülse 40 und Konus 41 können vielfältig ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Hülse 40 mit mehreren dem Konus 41 zugewandten Laschen versehen sein. Die Hülse 40 kann umlaufend geschlossen oder geschlitzt sein. Ferner kann der Konus 41 kegelförmig, gewellt, pyramidenförmig geformt sein. Ein wesentlicher Aspekt für die Funktionsweise ist der Reibwert der Hülse 40 an der Innenwand. Die Hülse 40 ist typischerweise aus einem Stahl oder ein anderen eisenbasierten Material. Die Wand 36 ist aus einem mineralischen Bauwerkstoff, z.B. Beton oder Naturstein.The spreading mechanism 39 is based, for example, on a sleeve 40 and a cone 41 on the anchor rod 38 . The sleeve 40 is opposite the cone 41 along the anchor rod 38 movable. In the exemplary illustration, the anchor rod 38 has a thinner cylindrical neck 42 which the sleeve 40 encloses. An inner diameter of the sleeve 40 is larger than the outer diameter of the neck 42 . Adjacent to the sleeve 40 , on the side of the sleeve 40 facing away from the screw head 21 , the cone 41 is arranged. The jacket surface of the cone 41 tapers in the direction of the sleeve 40 . The outside diameter of the jacket surface decreases from a value larger than the inside diameter of the sleeve 40 to a value smaller than the inside diameter of the sleeve 40 . The specified diameter of the borehole corresponds to the outer diameter of the sleeve 40 , which is why the latter adheres or rubs against the inner wall of the borehole. When the anchor rod 38 and thus the cone 41 are tightened, the sleeve 40 remains standing while the cone 41 is pulled into the sleeve 40 . The cone 41 expands the sleeve 40 . Sleeve 40 and cone 41 can be designed in many ways. For example, the sleeve 40 can be provided with a plurality of tabs facing the cone 41. The sleeve 40 can be closed or slotted around the circumference. Furthermore, the cone 41 can be conical, corrugated, pyramidal in shape. An essential aspect for the functioning is the coefficient of friction of the sleeve 40 on the inner wall. The sleeve 40 is typically made of a steel or other iron-based material. The wall 36 is made of a mineral building material, for example concrete or natural stone.

Der Schraubkopf 21 kann beispielhaft aus einem Außengewinde 43 an der Ankerstange 38 und einer auf dem Außengewinde 38 aufgesetzten Mutter 22 bestehen. Die Mutter hat vorzugsweise einen sechseckigen Umfang. Alternativ kann die Ankerstange 38 ein Innengewinde aufweisen, in welches eine Schraube eingesetzt ist. Die Schraube hat einen Kopf, der radial über die Ankerstange 38 hinaussteht. Der Kopf der Schraube hat beispielsweise einen sechseckigen Umfang.The screw head 21 can, for example, consist of an external thread 43 on the anchor rod 38 and a nut 22 placed on the external thread 38 . The nut preferably has a hexagonal circumference. Alternatively, the anchor rod 38 can have an internal thread into which a screw is inserted. The screw has a head which projects radially beyond the anchor rod 38 . For example, the head of the screw has a hexagonal circumference.

Steuerungsverfahren "Spreizanker"Control method "expansion anchor"

Der Schlagschrauber 1 implementiert ein Setzverfahren für den Spreizanker 35; Betriebsmodus "Spreizanker" (Fig. 4). Das Setzverfahren ist geeignet mit dem Spreizanker 35 ein Anbauteil 37 an einer Wand 36 zu befestigen. In einem vorbereitenden Schritt bohrt der Anwender das Bohrloch in die Wand 36 und schiebt den Spreizanker 35 in das Bohrloch. Das Anziehen des Schraubkopfs 21 erfolgt mittels des Schlagschraubers 1. Gegenüber einem kontinuierlich drehenden Elektroschrauber zeichnet sich der Schlagschrauber 1 durch das Erzeugen eines sich wiederholenden Drehschlags mit kurzzeitigen und dafür hohem Drehmoment aus. Ferner besteht zwischen einer Abtriebsspindel 4 und einem Handgriff 7 des Schlagschraubers 1 keine starre Ankopplung, weshalb ein auf den Anwender rückwirkendes Gegenmoment typischerweise deutlich geringer als der ausgeübte Drehschlag ist. Der Anwender wählt mittels des Eingabeelements 28 den Betriebsmodus "Spreizanker" und gibt den Typ des Spreizankers 35 an.The impact wrench 1 implements a setting method for the expansion anchor 35 ; "Expansion anchor" operating mode ( Fig. 4 ). The setting method is suitable for fastening an attachment 37 to a wall 36 with the expansion anchor 35 . In a preparatory step, the user drills the borehole into the wall 36 and pushes the expansion anchor 35 into the borehole. The screw head 21 is tightened by means of the impact wrench 1 . Compared to a continuously rotating electric screwdriver, the impact wrench 1 is distinguished by the generation of a repetitive rotary impact with short-term and therefore high torque. Furthermore, there is no rigid coupling between an output spindle 4 and a handle 7 of the impact wrench 1 , which is why a counter-torque acting back on the user is typically significantly less than the rotary impact exerted. The user selects the “expansion anchor” operating mode by means of the input element 28 and specifies the type of expansion anchor 35 .

Jedem Typus von Spreizanker sind mehrere Steuerungsparameter zugeordnet, welche für den nachfolgenden ordnungsgemäßen Ablauf des Setzverfahrens notwendig sind. Die Steuerungsparameter sind in dem Speicher 25 zu dem Typus des Spreizankers hinterlegt. Ansprechend auf die Eingabe oder Auswahl des Spreizankers 35 liest die Steuerungseinheit 24 die entsprechenden Steuerungsparameter aus. Die Steuerungsparameter werden vorzugweise solange beibehalten, bis der Anwender einen anderen Typus von Spreizanker 35 auswählt. Ein Auswählen des Spreizankers 35 vor jedem einzelnen Setzen ist nicht notwendig.Several control parameters are assigned to each type of expansion anchor, which are necessary for the subsequent proper sequence of the setting process. The control parameters are stored in the memory 25 for the type of expansion anchor. In response to the input or selection of the expansion anchor 35 , the control unit 24 reads out the corresponding control parameters. The control parameters are preferably retained until the user selects a different type of expansion anchor 35. It is not necessary to select the expansion anchor 35 before each individual setting.

Bei einem unbetätigten Taster 9 ist der Elektromotor 2 von der Stromversorgung, z.B. der Batterie 6, getrennt. Eine Drehzahl D des Elektromotors 2 ist Null beziehungsweise fällt auf Null ab. Die Trennung kann elektromechanisch durch den Taster 9 selbst oder durch ein elektrisches Schaltelement in dem Strompfad zwischen Elektromotor 2 und der Stromversorgung erfolgen. Der Taster 9 muss von dem Anwender während des gesamten Setzvorgangs durchgehend gedrückt gehalten werden. Falls der Anwender den Taster 9 loslässt, wird der Elektromotor 2 sofort von der Stromversorgung getrennt und in Folge das Setzverfahren unterbrochen. Der Schlagschrauber 1 fällt vorzugsweise beim Lösen des Tasters 9 in einen Bereitschaftsmodus (Standby). In dem Bereitschaftsmodus reduziert der Schlagschrauber 1 seine Energieaufnahme, insbesondere für einen Batterie-gespeisten Schlagschrauber 1. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit 24 deaktiviert; seine Funktionalität auf die reine Überprüfung des Tasters 9 und des Eingabeelements 28 reduzieren et cetera.When the button 9 is not actuated, the electric motor 2 is disconnected from the power supply, for example the battery 6. A speed D of the electric motor 2 is zero or drops to zero. The separation can take place electromechanically by the button 9 itself or by an electrical switching element in the current path between the electric motor 2 and the power supply. The button 9 must be kept pressed by the user throughout the entire setting process. If the user releases the button 9 , the electric motor 2 is immediately disconnected from the power supply and, as a result, the setting process is interrupted. The impact wrench 1 preferably falls into a standby mode when the button 9 is released. In the standby mode, the impact wrench 1 reduces its energy consumption, in particular for a battery-powered impact wrench 1 . For example, the control unit 24 can be deactivated; reduce its functionality to the pure checking of the button 9 and the input element 28 , et cetera.

Mit Betätigen des Tasters 9 beginnt das Setzverfahren. Gegebenenfalls wird der Schlagschrauber 1 aus dem Bereitschaftsmodus geweckt. In einer vorbereitenden Phase kann geprüft werden, ob der Anwender zuvor einen Spreizanker 35 mittels eines der Eingabeelemente 28 ausgewählt hat. Falls eine entsprechende Auswahl bisher nicht vorgenommen wurde und die Steuerungsparameter nicht gesetzt sind, wird der Anwender dazu angehalten und der Schlagschrauber 1 bleibt inaktiv. Andernfalls wird der Elektromotor 2 mit der Stromversorgung verbunden.The setting process begins when button 9 is pressed. If necessary, the impact wrench 1 is woken up from the standby mode. In a preparatory phase, it can be checked whether the user has previously selected an expansion anchor 35 by means of one of the input elements 28 . If a corresponding selection has not yet been made and the control parameters are not set, the user is stopped and the impact wrench 1 remains inactive. Otherwise, the electric motor 2 is connected to the power supply.

Während bei einem kontinuierlich drehenden Schrauber das abgegebene Drehmoment recht einfach über die Leistungsaufnahme des Elektromotors und die Drehzahl der Abtriebsspindel gemessen werden kann, ist dies aufgrund der mechanischen Entkopplung zwischen der Abtriebsspindel 4 und dem Elektromotor 2 bei dem Schlagschrauber 1 nicht möglich. Eine unmittelbare Messung des abgegebenen Drehmoments mittels eines Sensors an der Abtriebsspindel ist aufgrund der hohen mechanischen Belastungen technisch sehr anspruchsvoll und nicht für den Schlagschrauber geeignet. Das Setzverfahren behilft sich mit einer groben Schätzung des ausgeübten Drehmoments M in einer ersten Phase S1 und einer nachfolgenden Korrektur in einer zweiten Phase S2. Das zweiphasige Verfahren ist robuster gegenüber a priori unbekannten Einflüssen auf das Setzverhalten, insbesondere den Einfluss der Beschaffenheit der Wand 36 auf den Setzvorgang.While the torque output of a continuously rotating screwdriver can be measured quite easily via the power consumption of the electric motor and the speed of the output spindle, this is not possible with the impact wrench 1 due to the mechanical decoupling between the output spindle 4 and the electric motor 2. Direct measurement of the torque output by means of a sensor on the output spindle is technically very demanding due to the high mechanical loads and is not suitable for the impact wrench. The setting method makes do with a rough estimate of the torque M exerted in a first phase S1 and a subsequent correction in a second phase S2 . The two-phase method is more robust with respect to a priori unknown influences on the setting behavior, in particular the influence of the nature of the wall 36 on the setting process.

Mit Betätigen des Tasters 9 beginnt typischerweise eine Vor-Phase, welche in der nachfolgenden Beschreibung nicht weiter erläutert wird. Während der Vor-Phase S1 ist das von dem Schlagschrauber 1 ausgeübte Drehmoment M so gering sein, dass der Schlagmechanismus nicht ausgelöst und der Schlagschrauber 1 kontinuierlich ein typischerweise ansteigendes Drehmoment ausübt. Die erste Phase S1 des Setzverfahrens beginnt mit dem ersten Schlag des Schlagschraubers 1 (Zeitpunkt t0). Ein stark schematisierter Verlauf 44 des Drehmoments M ist in Fig. 5 dargestellt. Während der ersten Phase S1 wird das von der Abtriebsspindel 4 ausgeübte Drehmoment M geschätzt. Die erste Phase S1 wird standardmäßig beendet, wenn das geschätzte Drehmoment M einen Schwellwert M0 überschreitet (C1). Der Schwellwert M0 ist typischerweise geringer als das Soll-Drehmoment M9 für den Spreizanker 35.When the button 9 is pressed, a pre-phase typically begins, which is not explained further in the following description. During the preliminary phase S1 , the torque M exerted by the impact wrench 1 is so low that the impact mechanism is not triggered and the impact wrench 1 continuously exerts a typically increasing torque. The first phase S1 of the setting process begins with the first blow of the impact wrench 1 (time t0 ). A highly schematic curve 44 of the torque M is shown in FIG Fig. 5 shown. During the first phase S1 , the torque M exerted by the output spindle 4 is estimated. The first phase S1 is ended by default when the estimated torque M exceeds a threshold value M0 (C1 ). The threshold value M0 is typically less than the setpoint torque M9 for the expansion anchor 35 .

Während der ersten Phase (S1) dreht der Elektromotor 2 die Antriebsspindel 15 vorzugsweise mit einer vorgegebenen ersten Drehzahl D1. Die Steuerungseinheit 24 kann beispielsweise die Drehzahl D der Antriebsspindel 15 unmittelbar mit einem Drehsensor 45 an der Antriebsspindel 15 oder mittelbar über einen Drehsensor an dem Elektromotor 2 bestimmen. Die erste Drehzahl D1 ist einer der dem Spreizanker 35 zugeordneten Steuerungsparameter. Die Drehzahl hat einen Einfluss auf das von dem Schlagschrauber 1 abgegebenen Drehmoment. Der Hammer 10 löst sich nach einem Drehschlag von dem Amboss 11 und wird durch die Antriebsspindel 15 bis zu dem nächsten Drehschlag auf den Amboss 11 beschleunigt. Der nächste Drehschlag erfolgt, wenn Hammer 10 wieder entsprechend zu dem Amboss 11 ausgerichtet ist. Bedingt durch die weitgehend vorgegebene Beschleunigungsstrecke resultiert eine höhere Drehzahl der Antriebsspindel 15 in einer höheren Winkelgeschwindigkeit und einem höheren Drehimpuls des Hammers 10 im Drehschlag. In einer groben Näherung wird angenommen, dass ein Großteil des Drehimpulses bei einem Drehschlag auf den Amboss 11 und die Abtriebsspindel 4 übertragen wird. In Versuchsreihen kann für verschiedene Drehzahlen der Drehimpuls oder eine den Drehimpuls beschreibende Größe ermittelt und in einem Kennlinienfeld abgelegt werden.During the first phase ( S1 ), the electric motor 2 rotates the drive spindle 15 preferably at a predetermined first speed D1 . The control unit 24 can, for example, determine the speed D of the drive spindle 15 directly with a rotation sensor 45 on the drive spindle 15 or indirectly via a rotation sensor on the electric motor 2 determine. The first speed D1 is one of the control parameters assigned to the expansion anchor 35. The speed has an influence on the torque output by the impact wrench 1. The hammer 10 is released from the anvil 11 after a rotary impact and is accelerated by the drive spindle 15 up to the next rotary impact on the anvil 11. The next rotary impact occurs when the hammer 10 is again aligned with the anvil 11. Due to the largely predetermined acceleration path, a higher speed of the drive spindle 15 results in a higher angular speed and a higher angular momentum of the hammer 10 in the rotary impact. As a rough approximation, it is assumed that a large part of the angular momentum is transmitted to the anvil 11 and the output spindle 4 in the event of a rotary impact. The angular momentum or a variable describing the angular momentum can be determined in a series of tests for different speeds and stored in a family of characteristics.

Während der ersten Phase S1 wird der Drehwinkel δΦ, um welchen sich die Abtriebsspindel 4 aufgrund des Drehschlags dreht ermittelt. Das abgegebene Drehmoment M entspricht dem übertragenen Drehimpuls und dem Drehwinkel δΦ, um welchen sich die Abtriebsspindel 4 aufgrund des Drehschlags dreht. Basierend auf dem ermittelten Drehwinkel δΦ und der näherungsweisen Korrelation von Drehimpuls und Drehzahl D wird das abgegebene Drehmoment M geschätzt. In dem Speicher 25 kann beispielsweise ein Kennlinienfeld hinterlegt sein, welches einer Paarung aus Drehzahl D und Drehwinkel δΦ ein Drehmoment M oder eine das Drehmoment beschreibende Größe zuordnet.During the first phase S1 , the angle of rotation δΦ by which the output spindle 4 rotates due to the rotary shock is determined. The output torque M corresponds to the transmitted angular momentum and the angle of rotation δΦ by which the output spindle 4 rotates due to the rotary impact. Based on the determined angle of rotation δΦ and the approximate correlation of angular momentum and speed D , the output torque M is estimated. A family of characteristics can be stored in the memory 25 , for example, which assigns a torque M or a variable describing the torque to a pairing of speed D and angle of rotation δΦ.

Der Drehwinkel δΦ wird durch eine Sensorik 46 in dem Schlagschrauber 1 ermittelt. Die Sensorik 46 kann beispielsweise unmittelbar die Drehbewegung des Abtriebsspindel 4 mit einem Drehsensor 47 erfassen. Der Drehsensor 47 kann Markierungen an der Abtriebsspindel 4 induktiv oder optisch abtasten. Alternativ oder ergänzend kann die Sensorik 46 den Drehwinkel δΦ der Abtriebsspindel 4 basierend auf der Drehbewegung der Antriebsspindel 15 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehschlägen schätzen. Die Antriebsspindel 15 dreht sich zwischen den zwei Drehschlägen um den Winkelabstand der Klauen 12, z.B. 180 Grad, und sofern sich der Amboss 11 gedreht hat, zusätzlich um den Drehwinkel δΦ der Abtriebsspindel 4. Die Drehschläge werden durch einen Drehschlagsensor 48 erfasst. Die Sensorik 46 erfasst dazu den Drehwinkel der Antriebsspindel 15 in der Zeitspanne zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Drehschlägen. Der Anfang und das Ende der Zeitspanne wird durch das Erfassen der Drehschläge mittels eines Drehschlagsensors 48 erfasst. Der Drehschlagsensor 48 kann beispielsweise die mit dem Drehschlag einhergehende erhöhte kurzzeitige Vibration in dem Schlagschrauber 1 erfassen. Die Vibration wird beispielsweise mit einem Schwellwert verglichen, der Anfang bzw. das Ende entspricht dem Zeitpunkt des Überschreitens des Schwellwerts. Der Drehschlagsensor 48 kann ebenso auf einem akustischen Mikrophon oder Infraschall-Mikrophon basieren, das eine Spitze in der Lautstärke erfasst. Eine weitere Variante eines Drehschlagsensors 48 erfasst die Leistungsaufnahme oder eine Drehzahlschwankung des Elektromotors 2. Die Leistungsaufnahme steigt kurzzeitig während des Drehschlages an. Der Drehwinkel der Antriebsspindel 15 kann beispielsweise aus der Drehzahl D oder den Signalen des Drehsensors 45 und der Zeitspanne errechnet werden. Der Drehwinkel δΦ der Abtriebsspindel 4 wird als der Drehwinkel der Antriebsspindel 15 abzüglich dem Winkelabstand der Klauen 12 bestimmt.The angle of rotation δΦ is determined by a sensor system 46 in the impact wrench 1 . The sensor system 46 can, for example, directly detect the rotary movement of the output spindle 4 with a rotary sensor 47. The rotation sensor 47 can scan markings on the output spindle 4 inductively or optically. As an alternative or in addition, the sensor system 46 can estimate the angle of rotation δΦ of the output spindle 4 based on the rotary movement of the drive spindle 15 between two successive rotary strokes. The drive spindle 15 rotates between the two rotary strokes by the angular spacing of the claws 12 , for example 180 degrees, and if the anvil 11 has rotated, it also rotates by the rotation angle δΦ of the output spindle 4 . The rotational impacts are detected by a rotational impact sensor 48. For this purpose, the sensor system 46 detects the angle of rotation of the drive spindle 15 in the time span between two immediately successive rotary strokes. The beginning and the end of the period of time are detected by detecting the rotary impacts by means of a rotary impact sensor 48. The rotational impact sensor 48 can, for example, the increased short-term vibration associated with the rotational impact in the Grasp impact wrench 1 . The vibration is compared, for example, with a threshold value; the beginning or the end corresponds to the point in time at which the threshold value is exceeded. The twist sensor 48 can also be based on an acoustic microphone or infrasound microphone that detects a spike in volume. Another variant of a torsional shock sensor 48 detects the power consumption or a speed fluctuation of the electric motor 2 . The power consumption increases briefly during the turning stroke. The angle of rotation of the drive spindle 15 can be calculated, for example, from the speed D or the signals of the rotation sensor 45 and the time span. The angle of rotation δΦ of the output spindle 4 is determined as the angle of rotation of the drive spindle 15 minus the angular spacing of the claws 12 .

Der Schlagschrauber 1 vergleicht während der ersten Phase S1 fortlaufend das geschätzte Drehmoment M mit dem Schwellwert M0. Die ersten Phase S1 wird unmittelbar beendet, wenn der Schwellwert M0 überschritten ist (C1). In einer Ausgestaltung mit der konstanten Drehzahl D1 ist der Vergleich des Drehmoments M mit dem Schwellwert M0 äquivalent zu einem Vergleich des Drehwinkels pro Drehschlag δΦ mit einem Schwellwert pro Drehschlag δΦ0. In dem Speicher 25 kann zu einem Spreizanker 35 eine Paarung aus einer Drehzahl D1 und einem zu unterschreitenden Drehwinkel δΦ0 hinterlegt sein. Die erste Phase S1 wird beendet, wenn der Schraubkopf 21 sich nur noch wenig dreht. Die Erfassung des Drehwinkels δΦ wird zunehmend ungenau. Ebenso nimmt die Korrelation zwischen Drehzahl und Drehimpuls ab.The impact wrench 1 continuously compares the estimated torque M with the threshold value M0 during the first phase S1 . The first phase S1 is ended immediately when the threshold value M0 is exceeded ( C1 ). In one embodiment with the constant rotational speed D1 , the comparison of the torque M with the threshold value M0 is equivalent to a comparison of the angle of rotation per rotation beat δΦ with a threshold value per rotation beat δΦ0. A pairing of a speed D1 and an angle of rotation δΦ0, which is to be fallen below, can be stored in the memory 25 for an expansion anchor 35. The first phase S1 is ended when the screw head 21 only rotates a little. The detection of the angle of rotation δΦ is becoming increasingly imprecise. The correlation between speed and angular momentum also decreases.

An die erste Phase S1 schließt sich unmittelbar die zweite Phase S2. Die Drehzahl D der Antriebsspindel 15 kann weiterhin auf die erste Drehzahl D1 geregelt sein. Während der zweiten Phase wird eine vorgegebene Anzahl N1 von Drehschlägen ausgeübt. Die Anzahl N1 der Drehschläge ist ein weiterer für den Spreizanker spezifischer Steuerungsparameter. Mit der Anzahl N1 der Drehschläge wird das Soll-Drehmoment M9 des Spreizankers 35 näherungsweise erreicht. Nach der ersten Phase S1 ist der Drehwinkel δΦ für jeden weiteren Drehschlag näherungsweise gleich. Die Anzahl N1 der Drehschläge entspricht somit einem Drehen um einen vorgegebenen Drehwinkel ΔΦ1. Unter Annahme eines elastischen Verhaltens des Spreizankers 35 ist die zusätzliche Zugspannung des Spreizankers 35 weitgehend proportional zu dem Drehwinkel ΔΦ1. Die Zugspannung kann somit dosiert über die Anzahl N1 der Drehschläge eingestellt werden. Die notwendige Anzahl N1 von Drehschlägen bzw. der Drehwinkel δΦ lassen sich in Versuchsreihen für den Spreizanker 35 und den Schlagschrauber 1 und die vorgegebene Drehzahl D1 der zweiten Phase S2 ermitteln und in dem Speicher 25 hinterlegen. Während der zweiten Phase S2 wird die Anzahl N der ausgeübten Drehschläge gezählt. Das Erkennen der Drehschläge kann wie oben ausgeführt beispielsweise mittels eines Drehschlagsensors 48 erfolgen. Die zweite Phase S2 wird unmittelbar beendet, wenn die Anzahl N von Drehschlägen die Sollzahl N1 erreicht (C2).The second phase S2 immediately follows the first phase S1 . The speed D of the drive spindle 15 can still be regulated to the first speed D1. During the second phase, a predetermined number N1 of rotary impacts is exerted. The number N1 of rotary impacts is another control parameter specific to the expansion anchor. The target torque M9 of the expansion anchor 35 is approximately reached with the number N1 of rotary impacts. After the first phase S1 , the angle of rotation δΦ is approximately the same for each further rotary stroke. The number N1 of rotary strokes thus corresponds to a rotation through a predetermined angle of rotation ΔΦ1. Assuming an elastic behavior of the expansion anchor 35 , the additional tensile stress of the expansion anchor 35 is largely proportional to the angle of rotation Δφ1. The tensile stress can thus be adjusted in a metered manner via the number N1 of rotary impacts. The necessary number N1 of rotary impacts or the rotation angle δΦ can be determined in test series for the expansion anchor 35 and the impact wrench 1 and the specified speed D1 of the second phase S2 and stored in the memory 25. During the second phase S2 , the number N of rotary impacts exerted is counted. Recognizing the turning strokes can, as stated above, take place, for example, by means of a rotation sensor 48. The second phase S2 is ended immediately when the number N of rotary strokes reaches the target number N1 (C2 ).

An die zweite Phase S2 schließt sich vorzugsweise eine Relaxationsphase S3 an. Die Wiederholungsrate der Drehschläge wird gegenüber der zweiten Phase S2 reduziert. Die Drehzahl D wird auf eine zweite Drehzahl D2 abgesenkt. Die zweite Drehzahl D2 ist geringer als die erste Drehzahl D1. Insbesondere liegt die zweite Drehzahl D2 unterhalb der kritischen Drehzahl, welche der Schlagschrauber 1 zum Erreichen des Soll-Drehmoments benötigt. Die zweite Drehzahl D2 liegt beispielsweise zwischen 50 % und 80 % der ersten Drehzahl D1. Die Relaxationsphase S3 ist vorzugsweise zeitgesteuert. Eine Dauer T1 der Relaxationsphase S3 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0,5 Sekunden [s] und 5 s.The second phase S2 is preferably followed by a relaxation phase S3 . The repetition rate of the rotary impacts is reduced compared to the second phase S2. The speed D is reduced to a second speed D2 . The second speed D2 is lower than the first speed D1 . In particular, the second speed D2 is below the critical speed which the impact wrench 1 needs to achieve the target torque. The second speed D2 is between 50% and 80% of the first speed D1, for example. The relaxation phase S3 is preferably time-controlled. A duration T1 of the relaxation phase S3 is, for example, in the range between 0.5 seconds [s] and 5 s.

Das zuvor beschriebene zwei-phasige oder drei-phasige Setzverfahren ist geeignet einen Spreizanker 35 anzuziehen, unmittelbar nachdem dieser in das Bohrloch eingesetzt wurde. Es kann vorkommen, dass für das nachträgliche Ausrichten des Anbauteils 37 der Anwender den verspannten Spreizanker 35 lösen und nachträglich nochmals anziehen wird. Ein nochmaliges Durchlaufen der zwei Phasen bzw. drei Phasen könnte allerdings den Spreizanker 35 oder sogar den Untergrund schädigen.The two-phase or three-phase setting method described above is suitable for tightening an expansion anchor 35 immediately after it has been inserted into the borehole. It can happen that for the subsequent alignment of the attachment part 37, the user will loosen the tensioned expansion anchor 35 and subsequently tighten it again. However, going through the two phases or three phases again could damage the expansion anchor 35 or even the subsurface.

Daher hat des Setzverfahren in dem Betriebsmodus "Spreizanker" eine Prüfroutine, welche zumindest während der ersten Phase S1 ermittelt, ob der Spreizanker 35 bereits einmal angezogen war. Die beispielhafte Prüfroutine ermittelt eine Änderungsrate w des geschätzten Drehmoments M. Wie bereits beschrieben nimmt das Drehmoment M von Drehschlag zu Drehschlag zu. Die Änderungsrate w, d.h. die Zunahme des Drehmoments M zwischen aufeinanderfolgenden Drehschlägen oder gemittelt über mehrere Drehschläge, erweist sich als robustes Kennzeichen, welches zwischen einem noch nie angezogenen Spreizanker 35 und einem nochmals gelösten Spreizanker 35 diskriminiert. Ein Verlauf 49 des geschätzten Drehmoments M für einen zuvor gelösten Spreizanker 35 ist in Fig. 5 gezeigt. Die Änderungsrate w ist bei dem nochmals gelösten Spreizanker 35 (Verlauf 49) charakteristisch größer als in dem anderen Fall 44. Der Schlagschrauber 1 ermittelt während der ersten Phase S1 die Änderungsrate w und vergleicht die Änderungsrate w mit einem Grenzwert w0. Die Änderungsrate w wird vorzugsweise über mehrere Drehschläge oder ein Zeitfenster δT, das sich typischerweise über mehrere Drehschläge erstreckt, gemittelt. Wird der Grenzwert w0 überschritten, beendet der Schlagschrauber 1 die erste Phase S1. Der Grenzwert w0 ist ein weiterer der Steuerungsparameter, welche dem Spreizanker 35 zugeordnet sind. Der Grenzwert w0 kann als Änderungsrate hinterlegt sein. Die Änderungsrate w kann auch mittels eines vorgegebenen Zeitfensters ΔT und einem innerhalb des Zeitfensters ΔT zu erreichenden vorgegebenen Schwellwert M2 des Drehmoments M erfasst werden. Das Zeitfenster ΔT beginnt mit dem ersten Schlag t0. Übersteigt das Drehmoment M den Schwellwert M2 noch innerhalb des Zeitfensters ΔT wird die erste Phase S1 mit Überschreiten des Schwellwerts M2 beendet. Entsprechend ist das Zeitfenster ΔT und der Schwellwert M2 hinterlegt.The setting method therefore has a test routine in the “expansion anchor” operating mode, which determines at least during the first phase S1 whether the expansion anchor 35 has already been tightened. The exemplary test routine determines a rate of change w of the estimated torque M. As already described, the torque M increases from twist to twist. The rate of change w , ie the increase in torque M between successive rotary strokes or averaged over several rotary strokes, proves to be a robust characteristic which discriminates between an expansion anchor 35 that has never been tightened and an expansion anchor 35 that has been loosened again. A curve 49 of the estimated torque M for a previously released expansion anchor 35 is shown in FIG Fig. 5 shown. The rate of change w is characteristically greater in the case of the expansion anchor 35 (curve 49 ) that has been loosened again than in the other case 44 . The impact wrench 1 determines the rate of change w during the first phase S1 and compares the rate of change w with a limit value w0 . The rate of change w is preferably averaged over several rotary strokes or a time window δ T , which typically extends over several rotary strokes. If the limit value w0 is exceeded, the impact wrench 1 ends the first phase S1 . The limit value w0 is another of the control parameters which are assigned to the expansion anchor 35. The limit value w0 can be stored as a rate of change. the Rate of change w can also be detected by means of a predetermined time window Δ T and a predetermined threshold value M2 of the torque M to be reached within the time window Δ T. The time window Δ T begins with the first beat t0 . Exceeds the threshold value M, the torque M2 still within the time window Δ T the first phase is ended with S1 exceeding the threshold M2. The time window Δ T and the threshold value M2 are stored accordingly.

An die derart vorzeitig beendete erste Phase S1 schließt sich eine modifizierte Phase S2b an. Die modifizierte Phase S2b ist im Wesentlichen gleich zu der zweiten Phase S2. Der Schlagschrauber 1 übt eine vorgegebene Anzahl N2 von Drehschlägen aus. Die Anzahl N2 ist deutlich geringer als in der zweiten Phase S2 Die Anzahl N2 ist geringer als die Hälfte der Anzahl N1, z.B. geringer als ein Drittel der Anzahl N1. Durch die modifizierte zweite Phase S2b wird ein deutlich geringeres zusätzliches Drehmoment auf den Spreizanker 35 ausgeübt, als dies bei der standardmäßigen zweiten Phase S2 der Fall ist. Die modifizierte zweite Phase S2 ist dadurch deutlich kürzer als die standardmäßige zweite Phase S2. Soweit eine Relaxationsphase S3 vorgesehen ist, schließt sich diese an die modifizierte zweite Phase S2b an. The first phase S1 ended prematurely in this way is followed by a modified phase S2b . The modified phase S2b is essentially the same as the second phase S2 . The impact wrench 1 exerts a predetermined number N2 of rotary impacts. The number N2 is significantly less than in the second phase S2. The number N2 is less than half the number N1 , for example less than a third of the number N1 . As a result of the modified second phase S2b , a significantly lower additional torque is exerted on the expansion anchor 35 than is the case with the standard second phase S2 . The modified second phase S2 is therefore significantly shorter than the standard second phase S2 . If a relaxation phase S3 is provided, this follows the modified second phase S2b .

In einer Ausgestaltung kann auch während der zweiten Phase S2 die Änderungsrate w überwacht werden. Falls die Änderungsrate w den vorgegebenen Schwellwert w0 überschreitet, wird die zweite Phase S2 vorzeitig beendet und das Verfahren setzt mit der modifizierten zweiten Phase S2b fort.In one embodiment, the rate of change w can also be monitored during the second phase S2. If the rate of change w exceeds the predefined threshold value w0 , the second phase S2 is ended prematurely and the method continues with the modified second phase S2b .

Der Anwender kann den Taster 9 während des Setzvorgangs absichtlich oder versehentlich loslassen. Der Elektromotor 2 sofort gestoppt oder zumindest von der Stromversorgung getrennt. Das Setzverfahren ist somit abgebrochen. Das Steuerungsverfahren protokolliert in dem Speicher 25 den erreichten Setzzustand. Insbesondere wird in dem Speicher 25 festgehalten, welche der drei Phasen des Setzvorgangs erreicht ist. Danach kann der Schlagschrauber 1 in den Bereitschaftsmodus S0 übergehen.The user can intentionally or inadvertently release the button 9 during the setting process. The electric motor 2 stopped immediately or at least disconnected from the power supply. The setting procedure is thus canceled. The control method logs the setting state reached in the memory 25. In particular, it is recorded in the memory 25 which of the three phases of the setting process has been reached. The impact wrench 1 can then pass into the standby mode S0.

Das Steuerungsverfahren ermöglicht dem Anwender den Setzvorgang abzuschließen. In einer Ausführung wird der Anwender beispielsweise über die Anzeige 27 aufgefordert den Setzvorgang abzuschließen. Der Anwender kann mittels des Eingabeelements 28 auswählen, ob der Setzvorgang mit dem nächsten Betätigen des Tasters 9 fortgesetzt werden soll oder alternativ ein standardmäßiger neuer Setzvorgang erfolgen soll. Die Aufforderung kann beispielsweise erscheinen, wenn der Anwender den Taster 9 erneut andrückt. Alternativ kann die Anzeige 27 die Aufforderung dem Anwender permanent signalisieren. Der Anwender kann die Aufforderung mittels des Eingabeelements 28 beantworten. Alternativ kann dem Modus "Setzvorgang fortsetzen" dem Taster 9 ein Betätigungsmuster zugeordnet sein. Beispielsweise entspricht ein zweimaliges Antippen vor dem vollständigen Durchdrücken des Tasters 9 der Auswahl "Setzvorgang fortsetzen", während das sofortige Durchdrücken des Tasters 9 der Auswahl "standardmäßiger neuer Setzvorgang" entspricht. Falls der Anwender nicht innerhalb einer Wartedauer auf die Aufforderung reagiert, z.B. innerhalb von 30 s, kehrt das Steuerungsverfahren in seinen standardmäßigen Betrieb und wird den nächsten Setzvorgang entsprechend einem standardmäßigen neuen Setzvorgang durchführen.The control process enables the user to complete the setting process. In one embodiment, the user is requested, for example via the display 27, to complete the setting process. The user can use the input element 28 to select whether the setting process should be continued with the next actuation of the button 9 or, alternatively, a standard new setting process should take place. The request can appear, for example, when the user presses the button 9 again. Alternatively, the display 27 can permanently signal the request to the user. The user can make the request by means of the input element 28 respond. Alternatively, the button 9 can be assigned an actuation pattern to the “continue setting process” mode. For example, tapping twice before pressing the button 9 fully corresponds to the selection "continue setting process", while pressing the button 9 immediately corresponds to the selection "standard new setting process". If the user does not respond to the request within a waiting period, for example within 30 s, the control method returns to its standard operation and will carry out the next setting process in accordance with a standard new setting process.

Der standardmäßige neue Setzvorgang erfolgt nach den oben beschriebenen zwei oder drei Phase. Falls der Anwender ein Fortsetzen des Setzvorgangs anfordert, wird das obige Setzverfahren in Abhängigkeit des bereits erreichten Setzzustands modifiziert.The standard new setting process takes place after the two or three phases described above. If the user requests that the setting process be continued, the above setting procedure is modified depending on the setting status that has already been reached.

Falls Setzvorgang während der ersten Phase S1 abgebrochen wurde, beginnt das Setzverfahren von neu, d.h. mit der ersten Phase S1. Das Drehmoment M wird geschätzt bzw. der Drehwinkels δΦ jeden Drehschlags ermittelt, bis die Abbruchbedingung für die erste Phase S1 erreicht ist und worauf sich die nachfolgenden Phasen anschließen.If the setting process was aborted during the first phase S1 , the setting process begins anew, ie with the first phase S1 . The torque M is estimated or the angle of rotation δΦ of each twisting stroke is determined until the termination condition for the first phase S1 is reached and whereupon the following phases follow.

Falls der Setzvorgang während der zweiten Phase S2 abgebrochen wurde, werden nur noch die fehlenden Drehschläge ausgeführt. Das Steuerungsverfahren legt dazu in dem Protokoll die Anzahl der bereits ausgeführten Drehschläge ab. Bei dem Fortsetzen wird die vorgegebene Anzahl N Drehschläge um die in dem Protokoll hinterlegte Anzahl von Drehschlägen reduziert. Die Relaxationsphase S3 schließt sich gegebenenfalls an.If the setting process was aborted during the second phase S2 , only the missing rotary impacts are carried out. For this purpose, the control method stores the number of rotary strokes already carried out in the log. When you continue, the specified number N rotary strokes is reduced by the number of rotary strokes stored in the protocol. The relaxation phase S3 may then follow.

Falls der Setzvorgang währen der Relaxationsphase S3 unterbrochen wurde, kann diese um die bereits ausgeführte Dauer vor dem Abbruch gekürzt werden. Das Steuerungsverfahren legt dazu in dem Protokoll die bereits ausgeführte Dauer der Relaxationsphase S3 bei einem Abbruch ab. Bei dem Fortsetzen wird die bereits ausgeführte Dauer aus dem Speicher 25 ausgelesen und von der vorgegebenen Dauer abgezogen.If the setting process was interrupted during the relaxation phase S3 , this can be shortened by the duration already carried out before the termination. For this purpose, the control method stores the already executed duration of the relaxation phase S3 in the protocol in the event of a termination. When you continue, the duration that has already been carried out is read out from the memory 25 and subtracted from the specified duration.

Stahlbausteel construction

Fig. 6 zeigt schematisch eine Schraubverbindung von zwei Konstruktionselementen 50, 51 für den Stahlbau im Bauingenieurwesen. Die beiden Konstruktionselemente 50, 51 sollen belastbar mittels ein oder mehreren Schraubverbindungen 52 verbunden werden. Die Konstruktionselemente 50, 51 können beispielsweise Träger, Platten, Rohre, Flansche, etc. umfassen. Die Konstruktionselemente sind aus Stahl oder anderen metallischen Materialien. Die Konstruktionselemente 50, 51 sind in der Darstellung auf ihre sich berührenden plattenförmigen Abschnitte reduziert. In den Abschnitten sind ein oder mehrere Augen 53 vorgesehen. Die Augen 53 der beiden Konstruktionselemente werden durch den Anwender aneinander ausgerichtet. Fig. 6 shows schematically a screw connection of two construction elements 50 , 51 for steel construction in civil engineering. The two construction elements 50 , 51 are to be connected in a load-bearing manner by means of one or more screw connections 52. The structural elements 50 , 51 can include, for example, beams, plates, tubes, flanges, etc. The construction elements are made of steel or other metallic materials. The construction elements 50 , 51 are reduced to their touching plate-shaped sections in the illustration. One or more eyes 53 are provided in the sections. The eyes 53 of the two construction elements are aligned with one another by the user.

Die Schraubverbindungen 52 können einen typischen Aufbau mit einem Schraubenkopf 54 an einer Gewindestange 55 und einer Schraubenmutter 56 aufweisen. Während die Gewindestange 55 einen geringeren Durchmesser als die Augen 53 aufweist, haben der Schraubenkopf 54 und die Schraubenmutter 56 einen größeren Durchmesser als das Auge 53. Die Gewindestangen können bei anderen Schraubverbindung bereits mit dem ersten Konstruktionselement 50 verbunden sein.The screw connections 52 can have a typical structure with a screw head 54 on a threaded rod 55 and a screw nut 56 . While the threaded rod 55 has a smaller diameter than the eyes 53 , the screw head 54 and the screw nut 56 have a larger diameter than the eye 53 . In the case of other screw connections, the threaded rods can already be connected to the first structural element 50.

Der Anwender steckt die Gewindestangen 55 durch die ausgerichteten Augen 53. Anschließend wird die Schraubenmutter 56 aufgesetzt. Bei einer manuellen Befestigung zieht der Anwender die Schraubenmutter 56 mit einem Drehmomentschlüssel an, bis ein für die Schraubverbindung spezifiziertes Soll-Drehmoment erreicht ist. Die Spezifikation wird von dem Hersteller der Schraubverbindung angegeben oder ist in einschlägigen Normen für das Stahlbauwesen spezifiziert. Das Soll-Drehmoment gewährleistet, dass sich die Schraubverbindung unter Belastung, insbesondere Vibrationen, nicht lösen kann. Andererseits soll die Gewindestange 55 nicht unnötig belastet werden, oder im schlimmsten Fall während des Anziehens der Schraubenmutter 56 dauerhaft beschädigt werden.The user inserts the threaded rods 55 through the aligned eyes 53 . Then the screw nut 56 is put on. In the case of manual fastening, the user tightens the screw nut 56 with a torque wrench until a target torque specified for the screw connection is reached. The specification is given by the manufacturer of the screw connection or is specified in the relevant standards for steel construction. The target torque ensures that the screw connection cannot loosen under load, in particular vibrations. On the other hand, the threaded rod 55 should not be unnecessarily stressed or, in the worst case, be permanently damaged while the screw nut 56 is being tightened.

Ein Anziehen der Schraubverbindungen 52 mit einem Drehmomentschlüssel ist verlässliches und robustes Verfahren, allerdings ist das Verfahren arbeitsintensiv. Zumal häufig die Schraubverbindung 52 typischerweise viele Schrauben beinhaltet. Die Schraubverbindungen 52 könnten grundsätzlich mit einem klassischen Elektroschrauber und einer entsprechenden Abschaltung bis Erreichen des Soll-Drehmoments angezogen werden. Allerdings kann der Anwender die notwendige Haltekraft für das Soll-Drehmoment nicht aufbringen und es besteht ein erhebliches Verletzungsrisiko für den Anwender.Tightening the screw connections 52 with a torque wrench is a reliable and robust method, but the method is labor intensive. Especially since the screw connection 52 typically contains many screws. The screw connections 52 could in principle be tightened with a conventional electric screwdriver and a corresponding shutdown until the target torque is reached. However, the user cannot apply the necessary holding force for the target torque and there is a considerable risk of injury to the user.

Steuerungsverfahren "Stahlbau"Control method "steel construction"

Der Schlagschrauber 1 implementiert ein robustes Setzverfahren für die Schraubverbindung 52. Der Anwender richtet die Konstruktionselemente 51 aneinander aus, steckt die Gewindestangen 55 durch das zweite Konstruktionselemente 51 und setzt die Schraubenmuttern 56 auf. Die Konstruktionselemente 50, 51 liegen gelegentlich nicht plan aufeinander, wie beispielhaft in Fig. 7 illustriert. Der Anwender hat in einem vorbereitenden Schritt dafür Sorge zu tragen, dass die Konstruktionselemente 50, 51 im Bereich der Schraubverbindung 52 plan aufeinanderliegen. Dazu kann der Anwender eine oder mehrere der Schraubenmuttern 56 per Hand anziehen. Das Anzugsmoment kann geringer als das Soll-Drehmoment M der Schraubverbindung 52 bleiben. Eine Verwendung eines Drehmomentschlüssels ist optional. Anschließend zieht der Anwender die Schraubverbindungen 52 mit dem Schlagschrauber 1 an, welcher die Schraubverbindungen 52 bis zu dem Soll-Drehmoment M anzieht. Sofern anfangs die Konstruktionselemente 50, 51 nicht plan aufeinanderliegen, bricht der Schlagschrauber 1 den Setzvorgang ab und weist den Anwender auf den fehlenden oder unvollständig durchgeführten vorbereitenden Schritt hin. Der Anwender wählt hierzu den Betriebsmodus "Stahlbau" aus und spezifiziert den Typ der Schraubverbindungen 52.The impact wrench 1 implements a robust setting method for the screw connection 52 . The user aligns the structural elements 51 with one another, inserts the threaded rods 55 through the second structural element 51 and puts the screw nuts 56 on. The construction elements 50 , 51 occasionally do not lie flat on top of one another, as exemplified in FIG Fig. 7 illustrated. In a preparatory step, the user has to ensure that the construction elements 50 , 51 lie flat on top of one another in the area of the screw connection 52. For this purpose, the user can tighten one or more of the screw nuts 56 by hand. The tightening torque can remain lower than the setpoint torque M of the screw connection 52. Use of a torque wrench is optional. The user then tightens the screw connections 52 with the impact wrench 1 , which tightens the screw connections 52 up to the target torque M. If the construction elements 50 , 51 do not initially lie flat on top of one another, the impact wrench 1 aborts the setting process and indicates the missing or incomplete preparatory step to the user. For this purpose, the user selects the “steel construction” operating mode and specifies the type of screw connections 52 .

Jedem Typus von Schraubverbindung 52 sind mehrere Steuerungsparameter zugeordnet, welche für den nachfolgenden ordnungsgemäßen Ablauf des Setzverfahrens notwendig sind. Die Steuerungsparameter sind in dem Speicher 25 zu dem Typus hinterlegt. Ansprechend auf die Eingabe oder Auswahl der Schraubverbindung 52 liest die Steuerungseinheit 24 die entsprechenden Steuerungsparameter aus. Die Steuerungsparameter werden vorzugweise solange beibehalten, bis der Anwender einen anderen Typus von Schraubverbindung 52 auswählt. Ein Auswählen der Schraubverbindung 52 vor jedem einzelnen Setzen ist nicht notwendig.Each type of screw connection 52 is assigned a number of control parameters which are necessary for the subsequent proper sequence of the setting process. The control parameters are stored in the memory 25 for the type. In response to the input or selection of the screw connection 52 , the control unit 24 reads out the corresponding control parameters. The control parameters are preferably retained until the user selects a different type of screw connection 52. It is not necessary to select the screw connection 52 before each individual setting.

Bei einem unbetätigten Taster 9 ist der Elektromotor 2 von der Stromversorgung, z.B. der Batterie 6, getrennt und dreht nicht. Der Schlagschrauber 1 fällt vorzugsweise beim Lösen des Tasters 9 in einen Bereitschaftsmodus. Mit Betätigen des Tasters 9 beginnt das Setzverfahren. In einer vorbereitenden Phase kann geprüft werden, ob der Anwender zuvor den Typ der Schraubverbindung 52 mittels eines der Eingabeelemente 28 ausgewählt hat. Falls eine entsprechende Auswahl bisher nicht vorgenommen wurde und die Steuerungsparameter nicht gesetzt sind, wird der Anwender dazu angehalten und der Schlagschrauber 1 bleibt inaktiv. Andernfalls wird der Elektromotor 2 mit der Stromversorgung verbunden.When the button 9 is not actuated, the electric motor 2 is disconnected from the power supply, for example the battery 6 , and does not rotate. The impact wrench 1 preferably falls into a standby mode when the button 9 is released. The setting process begins when button 9 is pressed. In a preparatory phase, it can be checked whether the user has previously selected the type of screw connection 52 by means of one of the input elements 28 . If a corresponding selection has not yet been made and the control parameters are not set, the user is stopped and the impact wrench 1 remains inactive. Otherwise, the electric motor 2 is connected to the power supply.

Ansprechend auf ein Betätigen des Tasters 9 wird die Antriebsspindel 15 beschleunigt. Die Spindel wird auf eine Soll-Drehzahl Do beschleunigt. Anfangs kann das rückwirkende Drehmoment der Schraubverbindung 52 so gering sein, dass das Schlagwerk 3 nicht aktiviert wird. Diese Vor-Phase wird nachfolgend nicht weiter beschrieben. Die erste Phase S11 des Setzverfahrens beginnt dem ersten Schlag des Schlagwerks 3. Während der ersten Phase S11 wird das von der Abtriebsspindel 4 ausgeübte Drehmoment M geschätzt. Die erste Phase S11 wird standardmäßig beendet, wenn das geschätzte Drehmoment M einen Schwellwert M0 überschreitet. Der Schwellwert M0 ist typischerweise geringer als das Soll-Drehmoment M9 für die Schraubverbindung 52. Die Schätzung des Drehmoments M erfolgt wie im Zusammenhang mit der Phase S1 dem Anziehen eines Spreizankers beschrieben. Die hierfür notwendigen Steuerungsparameter sind in dem Speicher 25 für die Schraubverbindung 52 hinterlegt.In response to the pushbutton 9 being actuated, the drive spindle 15 is accelerated. The spindle is accelerated to a target speed Do. Initially, the retroactive torque of the screw connection 52 can be so small that the hammer mechanism 3 is not activated. This pre-phase is not described further below. The first phase S11 of the setting process begins with the first stroke of the striking mechanism 3 . During the first phase S11 , the torque M exerted by the output spindle 4 is estimated. The first phase S11 is ended by default when the estimated torque M exceeds a threshold value M0. The threshold value M0 is typically less than the setpoint torque M9 for the screw connection 52 . The estimation of the torque M is carried out as described in connection with phase S1, the tightening of an expansion anchor. The control parameters required for this are stored in the memory 25 for the screw connection 52.

An die erste Phase S11 schließt sich unmittelbar die zweite Phase S12 an. Die Drehzahl D der Antriebsspindel 15 kann weiterhin auf die Soll-Drehzahl Do geregelt werden. Während der zweiten Phase wird eine vorgegebene Anzahl N3 von Drehschlägen ausgeübt. Die Anzahl N3 der Drehschläge ist ein weiterer für den Spreizanker spezifischer Steuerungsparameter. Mit der Anzahl N3 der Drehschläge wird das Soll-Drehmoment der Schraubverbindung 52 näherungsweise erreicht. Die zweite Phase S12 entspricht weitgehend der zweiten Phase S2 beim Setzen eines Spreizankers 35.The second phase S12 immediately follows the first phase S11 . The speed D of the drive spindle 15 can still be regulated to the target speed Do. During the second phase, a predetermined number N3 of rotary impacts is exerted. The number N3 of rotary impacts is another control parameter specific to the expansion anchor. The target torque of the screw connection 52 is approximately achieved with the number N3 of rotary impacts. The second phase S12 largely corresponds to the second phase S2 when setting an expansion anchor 35 .

Das beschriebene zwei-phasige Setzverfahren "Stahlbau"ist geeignet eine Schraubverbindung 52 zum Verbinden von zwei Stahl-Konstruktionselemente 50, 51 anzuziehen, sofern diese plan aufeinander liegen. Während der ersten Phase S11 ist eine Prüfroutine C1 aktiv, welche schätzt, ob die Stahl-Konstruktionselemente 50, 51 plan aufeinanderliegen. Falls die Prüfroutine C1 ein planes-Aufeinanderliegen ermittelt, wird das Setzverfahren mit den oben beschriebenen Phasen bis zum Ende durchgeführt. Falls die Prüfroutine ein planes Aufeinanderliegen verneint, wird eine Schutzroutine S13 ausgeführt. Die Schutzroutine S13 kann in einer einfachen Umsetzung das Setzverfahren unmittelbar abbrechen. Die Anzeige 27 des Schlagschraubers 1 kann einen entsprechenden Hinweis ausgeben, weshalb das Setzverfahren abgebrochen wurde.The described two-phase setting method "steel construction" is suitable for tightening a screw connection 52 for connecting two steel construction elements 50 , 51 , provided that they lie flat on top of one another. During the first phase S11 , a test routine C1 is active, which estimates whether the steel structural elements 50 , 51 are lying flat on top of one another. If the test routine C1 determines that they are lying flat on top of one another, the setting process is carried out with the phases described above until the end. If the test routine denies that they are lying flat on top of one another, a protection routine S13 is carried out. The protection routine S13 can immediately abort the setting process in a simple implementation. The display 27 of the impact wrench 1 can output a corresponding indication as to why the setting process was aborted.

Die Prüfroutine C11 schätzt den Drehwinkel Φ der Schraubverbindung beginnend ab dem ersten Schlag (Zeitpunkt t0). Ein Verlauf 57 des Drehwinkels Φ über die Zeit wird mit hinterlegten Steuerparametern zu der Schraubverbindung 52 verglichen. Der Drehwinkel Φ wird vorzugsweise aus mehreren Messpunkten gemittelt. Fig. 8 illustriert den Verlauf 57 des Drehwinkels Φ. Der im Wesentlichen stufenweise zunehmende Drehwinkel Φ lässt sich in der Praxis nur mit einem starken Rauschen behaftet erfassen. Die Anstiegsrate des Drehwinkels Φ kann für jeden Typ der Schraubverbindung 52 aus Versuchsreihen gemessen werden. Der Verlauf ist im Wesentlichen durch das elastische Verhalten der Schraubverbindung 52 bestimmt. Die Konstruktionselemente 50, 51 ― soweit plan aufeinanderliegend ― haben nur einen geringen Einfluss auf den Verlauf. Hingeben bei nicht plan aufeinanderliegenden Konstruktionselementen 50, 51 dominieren deren Steifigkeit und ein Spalt zwischen den Konstruktionselementen 50, 51 die Steifigkeit des Gesamtsystems. Die Steifigkeit ist typischerweise verringert. Bei gleicher Schlagleistung wird ein größerer Fortschritt des Drehwinkels Φ pro Zeit beobachtet. Die Steuerparameter beschreiben eine Obergrenze 58, welche der Drehwinkel Φ während des Anziehens nicht überschreiten darf. Ein Überschreiten der Obergrenze 58 wird als ein nicht planes Aufeinanderliegen erkannt. Die Prüfroutine veranlasst ein Abbrechen S13 des Setzvorgangs. Die Obergrenze 58 ist vorzugsweise kein fester Wert, sondern ein mit der Zeit oder mit der Anzahl der Schläge zunehmender Wert. Die Prüfroutine wird vorzugsweise mit dem ersten Schlag zum Zeitpunkt t0 aktiviert. Die Prüfroutine wird vorzugsweise nach einer vorgegebenen Zeitspanne ΔT beendet, beispielsweise wird die Prüfroutine mit Ende der ersten Phase S11 beendet. Die Obergrenze 58 kann für verschiedene Schraubverbindungen 52, insbesondere verschiedene Durchmesser der Schrauben, mittels Versuchsreihen ermittelt werden.The test routine C11 estimates the angle of rotation Φ of the screw connection starting from the first impact (time t0 ). A curve 57 of the angle of rotation Φ over time is compared with stored control parameters for the screw connection 52 . The angle of rotation Φ is preferably averaged from several measuring points. Fig. 8 illustrates the course 57 of the Rotation angle Φ. The rotation angle Φ, which essentially increases in steps, can in practice only be detected with a high level of noise. The rate of increase of the angle of rotation Φ can be measured for each type of screw connection 52 from test series. The course is essentially determined by the elastic behavior of the screw connection 52 . The construction elements 50 , 51 - insofar as they lie flat on top of one another - have only a slight influence on the course. Indulging in not flat superposed construction elements 50, 51 is dominated by the stiffness thereof and a gap between the structural elements 50, 51, the rigidity of the overall system. The stiffness is typically reduced. With the same impact power, a greater progression of the angle of rotation Φ per time is observed. The control parameters describe an upper limit 58 which the angle of rotation Φ must not exceed during the tightening. Exceeding the upper limit 58 is recognized as lying on top of one another in a non-planar manner. The test routine causes the setting process to be aborted S13. The upper limit 58 is preferably not a fixed value, but a value that increases with time or with the number of beats. The test routine is preferably activated with the first impact at time t0. The test routine is preferably ended after a predetermined period of time Δ T , for example the test routine is ended at the end of the first phase S11 . The upper limit 58 can be determined for different screw connections 52 , in particular different diameters of the screws, by means of a series of tests.

Stahlbau IISteel construction II

Ein alternatives Setzverfahren "Stahlbau II" durchläuft wie zuvor beschrieben die erste Phase S11 und die zweite Phase S12. Allerdings ist die Anzahl N8 der Drehschläge für die zweite Phase S12 nicht vorab festgelegt, sondern wird aus dem Verlauf 59 des Drehwinkels Φ während des bisherigen Setzvorgangs abgeleitet. Eine Schätzroutine S14 vergleicht den Verlauf 59 des Drehwinkels Φ über die Zeit t mit einer Schaar von Mustern 60 (Fig. 10). Die Muster 60 sind aus Versuchsreihen ermittelte typische Verläufe des Drehwinkels Φ beim Anziehen von Schraubverbindungen 52 im Stahlbau. Die Schätzroutine S14 ermittelt das dem aktuellen Verlauf 59 nächstkommende Muster 60. Zu dem Muster 60 ist die Anzahl N8 der Drehschläge für die zweite Phase S12 in einer Nachlagetabelle zugeordnet.An alternative setting method "steel construction II" runs through the first phase S11 and the second phase S12 as described above. However, the number N8 of rotary strokes for the second phase S12 is not specified in advance, but is derived from the course 59 of the rotary angle Φ during the previous setting process. An estimation routine S14 compares the course 59 of the angle of rotation Φ over time t with a family of patterns 60 ( Fig. 10 ). The samples 60 are typical courses of the angle of rotation Φ determined from series of tests when tightening screw connections 52 in steel construction. The estimation routine S14 determines the pattern 60 that comes closest to the current profile 59 . The number N8 of rotary impacts for the second phase S12 is assigned to the pattern 60 in a look-up table.

Fig. 10 zeigt beispielhaft einen Verlauf 59 bei welchem die Konstruktionselemente 51 plan aufeinanderliegen. Die beispielhaften Muster 60 haben drei Abschnitte: einen Anfang 61, eine Mitte 62 und ein Ende 63. Der Anfang hat einen linearen Verlauf mit einer ersten Steigung. Das Ende hat einen linearen Verlauf mit einer zweiten Steigung, welche geringer als die erste Steigung ist. Die Mitte 62 wird beispielsweise durch eine Exponentialfunktion mit monoton abnehmender Steigung beschrieben. Alternativ kann die Mitte durch andere Funktionen mit durchgehend monoton abnehmender Steigung beschrieben werden, z.B. Exponentialfunktion, Hyperbel. Die Übergänge zwischen den Abschnitten sind vorzugsweise glatt. Das Muster hat vier bis sechs Freiheitsgrade. Die Freiheitsgrade sind oder beschreiben unter Anderem die Steigung des Anfangs, die Steigung des Endes, die Dauer des Anfangs und die Dauer der Mitte. Der Vergleich des Verlaufs mit dem Muster kann mit einer Ausgleichsrechnung (Fit) erfolgen, in welcher die Zahlenwerte für die Freiheitsgrade variiert werden, z.B. unter Verwendung der Methode kleinster Quadrate. Die Muster 60 werden zweckmäßigerweise für unterschiedliche Typen von Schraubverbindungen 52 in einem Speicher 25 bereitgestellt. Der Anwender gibt vorzugsweise vor dem Anziehen der Schraubverbindung 52 den Typ über das Eingabeelement 28 ein. Die Schätzroutine S14 begrenzt die Anpassung auf die zu dem ausgewählten Typ zugehörigen Muster 60 ein. Fig. 10 shows an example of a course 59 in which the construction elements 51 lie flat on top of one another. The exemplary patterns 60 have three sections: a beginning 61 , a middle 62, and an end 63 . The beginning has a linear course with a first slope. The end has a linear course with a second slope, which is less than the first slope. The center 62 is described, for example, by an exponential function with a monotonically decreasing slope. Alternatively, the center can be described by other functions with a continuously monotonically decreasing slope, e.g. exponential function, hyperbola. The transitions between the sections are preferably smooth. The pattern has four to six degrees of freedom. The degrees of freedom are or describe, among other things, the slope of the beginning, the slope of the end, the duration of the beginning and the duration of the middle. The comparison of the course with the pattern can be carried out with a compensation calculation (Fit) in which the numerical values for the degrees of freedom are varied, for example using the least squares method. The patterns 60 are expediently provided for different types of screw connections 52 in a memory 25 . The user preferably enters the type via the input element 28 before tightening the screw connection 52 . The estimation routine S14 limits the adaptation to the patterns 60 associated with the selected type.

Die Schätzroutine S14 zeichnet vorzugsweise beginnend mit dem ersten Schlag t0 den Drehwinkel Φ über die Zeit t auf, um Messpunkte für den Vergleich zu erhalten. Ein Messpunkt beinhaltet den gemessenen Drehwinkel Φ und den zugehörigen Zeitpunkt t. Der Drehwinkel Φ kann basierend auf dem Drehwinkel der Antriebsspindel 15 zwischen aufeinanderfolgenden Drehschlägen geschätzt werden. Eine Zeiterfassung kann durch eine chronologische Aufzeichnung der Drehwinkel Φ approximiert werden. Die Messpunkte können in einem Zwischenspeicher abgelegt werden.The estimation routine S14 preferably records the angle of rotation Φ over the time t , beginning with the first beat t0 , in order to obtain measurement points for the comparison. A measuring point contains the measured angle of rotation Φ and the associated point in time t. The angle of rotation Φ can be estimated based on the angle of rotation of the drive spindle 15 between successive rotary strokes. Time recording can be approximated by chronological recording of the angle of rotation Φ. The measuring points can be stored in a buffer.

Die Schätzroutine S14 passt das Muster 60 an die Messpunkte an. Für ein aussagekräftiges Ergebnis der Anpassung wird diese vorzugsweise nach einer Mindestanzahl von Drehschlägen durchgeführt. Es erweist sich ebenfalls als vorteilhaft, die Anpassung mit Beginn der zweiten Phase S12 durchzuführen, d.h. wenn das geschätzte Drehmoment M einen Schwellwert M0 übersteigt. Die Anpassung kann wiederholt ausgeführt werden, sofern dies die Rechenleistung des Schlagschraubers 1 ermöglicht. Alternativ wird die Schätzroutine S14 nur einmalig ausgeführt.The estimation routine S14 adapts the pattern 60 to the measurement points. For a meaningful result of the adjustment, it is preferably carried out after a minimum number of rotary strokes. It also proves to be advantageous to carry out the adaptation at the beginning of the second phase S12 , that is to say when the estimated torque M exceeds a threshold value M0. The adaptation can be carried out repeatedly, provided that the computing power of the impact wrench 1 allows this. Alternatively, the estimation routine S14 is carried out only once.

Die Schätzroutine S14 wird abgeschlossen, wenn eine Abweichung des Musters 60 von den Messpunkten innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt. Falls nach einer vorgegebenen Anzahl von Drehschlägen bzw. vorgegebenen Dauer eine Abweichung des Musters außerhalb einer Toleranz liegt oder die Mindestzahl von Messpunkten für das Ende des Musters unterschritten ist, wird eine Fehlermeldung ausgegeben und das Setzverfahren wird abgebrochen.The estimation routine S14 is terminated when a deviation of the pattern 60 from the measurement points lies within a predetermined tolerance. If, after a specified number of rotary strokes or a specified duration, a deviation of the pattern is outside a tolerance or the minimum number of measuring points for the end of the pattern is not reached, an error message is output and the setting process is aborted.

Das ermittelte Muster 60 gibt einen Aufschluss über das elastische Verhalten der Schraubverbindung 52. Basierend auf dem elastischen Verhalten lässt sich die Anzahl N8 notwendiger Drehschläge für die zweite Phase S12 ableiten. In einer Ausgestaltung sind zu den Mustern 60 zugehörige Werte für N8 hinterlegt. Anstelle einer Nachschlagetabelle kann ein Algorithmus aus den Zahlenwerten die Sollzahl N8 bestimmen. Sobald die Schätzroutine S14 die Sollzahl N8 der Drehschläge für die zweite Phase S12 ermittelt hat, wird die Sollzahl N8 für die zweite Phase S12 festgelegt. Das Setzverfahren zählt ab dem Wechsel von der ersten Phase S11 zu der zweiten Phase S12 die Anzahl ausgeübter Drehschläge. Sobald die Anzahl N8 erreicht ist, wird das Setzverfahren beendet. Der Beginn der zweiten Phase S12 liegt vorzugsweise vor dem Festlegen der Sollzahl N8.The determined pattern 60 provides information about the elastic behavior of the screw connection 52 . Based on the elastic behavior, the number N8 of necessary rotary shocks for the second phase S12 can be derived. In one embodiment, values for N8 associated with the patterns 60 are stored. Instead of a look-up table, an algorithm can determine the target number N8 from the numerical values. As soon as the estimation routine S14 has determined the target number N8 of the rotational jolts for the second phase S12 , the target number N8 is established for the second phase S12 . Starting with the change from the first phase S11 to the second phase S12, the setting process counts the number of rotary impacts performed. As soon as the number N8 is reached, the setting process is ended. The start of the second phase S12 is preferably before the target number N8 is set .

Der Wechsel von der ersten Phase S11 zu der zweiten Phase S12 erfolgt basierend auf einer Schätzung des rückwirkenden Drehmoments M. Diese Schätzung ist mit einem signifikanten Messfehler beaufschlagt. Eine Ausgestaltung ermittelt basierend auf der Muster 60, mit welchem Drehschlag 64 der Schwellwert M0 überschritten wurde. Der zuvor vorgenommene Wechsel von der ersten Phase S11 in die zweite Phase S12 kann zu einem anderen Drehschlag als dem Drehschlag 64 erfolgt sein. Die Schätzroutine S14 kann die Sollzahl N8 entsprechend der Abweichung anpassen.The change from the first phase S11 to the second phase S12 takes place based on an estimate of the retroactive torque M. This estimate is subject to a significant measurement error. One embodiment determines, based on the pattern 60 , with which rotary stroke 64 the threshold value M0 was exceeded. The previously made change from the first phase S11 to the second phase S12 can have occurred to a different rotary stroke than the rotary stroke 64 . The estimation routine S14 can adjust the target number N8 in accordance with the deviation.

Claims (5)

  1. Control method for an impact wrench (1) for setting an expansion anchor (35), which method, in response to pressing a button (9), executes a first sequence with the following phases:
    a first phase (S1), in which a rotary stroke is repeatedly exerted on a screw element of the expansion anchor (35) and a torque (M) transmitted by the rotary stroke to the screw head (21) is estimated until the estimated transmitted torque (M) exceeds a threshold value (MO) predetermined for the expansion anchor (35); and a second phase (S2), in which a number (N1) of rotary strokes predetermined for the expansion anchor (35) is exerted on the screw head (21),
    characterized in that if the pressing of the button (9) is released before the end of the first sequence, a premature release of the button (9) and the phase in which the button (9) was released are stored in a memory (25);
    which method, in response to pressing the button (9) in the event that a premature release is stored in the memory (25), executes a second sequence of phases, the second sequence depending on the phase in which the button (9) was previously released.
  2. Control method according to claim 1, characterized in that, in the case of a previous release during the first phase (S2), the second sequence is the same as the first sequence, and in the case of a previous release during the second phase (S2), the second sequence begins with the second phase (S2).
  3. Control method according to either claim 1 or claim 2, characterized in that when the button (9) is released during the second phase (S2), an already executed number of rotary strokes is logged, and the second phase (S2) in the second sequence is shortened by the already executed number (N2) of rotary strokes.
  4. Control method according to any of the preceding claims, characterized in that a third phase (S3) follows the second phase (S2), a repetition rate of the rotary strokes in the third phase (S2) being lower than in the second phase (S2); and, in response to a release of the button (9) during the third phase (S3), the second sequence beginning with the third phase (S3).
  5. Control method according to any of the preceding claims, characterized in that if a premature release is stored in the memory (25), before or when the button (9) is pressed, the user is prompted by means of a display (27) to choose between executing the first sequence or the second sequence.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3501740A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-26 HILTI Aktiengesellschaft Setting method for threaded connection by means of impact wrench
DE102019211303A1 (en) * 2019-07-30 2021-02-04 Robert Bosch Gmbh Method for recognizing the work progress of a hand machine tool
JP7178591B2 (en) * 2019-11-15 2022-11-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Impact tool, impact tool control method and program

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4805510B2 (en) * 1999-12-16 2011-11-02 マグナ−ラスティック ディヴァイシーズ、 インコーポレイテッド Impact tool control method, control device, and impact tool including the control device
JP4093145B2 (en) 2003-08-26 2008-06-04 松下電工株式会社 Tightening tool
JP4412377B2 (en) * 2007-09-28 2010-02-10 パナソニック電工株式会社 Impact rotary tool
JP2012045665A (en) * 2010-08-26 2012-03-08 Toyota Motor Corp Impact tightening tool
DE102011005079A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-06 Hilti Aktiengesellschaft Setting method for an expansion anchor and impact wrench for setting a spreading anchor
DE102012211910A1 (en) * 2012-07-09 2014-01-09 Robert Bosch Gmbh Rotary impact wrench with a striking mechanism
JP6380924B2 (en) * 2014-01-06 2018-08-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 Method of measuring moment of inertia of impact rotary tool and impact rotary tool using the measurement method
EP2985118A1 (en) 2014-08-12 2016-02-17 HILTI Aktiengesellschaft Optimised setting procedure for an expansible anchor
EP2985117A1 (en) * 2014-08-12 2016-02-17 HILTI Aktiengesellschaft Optimised setting procedure for an expansible anchor
CN105345715B (en) * 2015-12-07 2017-03-22 苏州市纽莱克电子科技有限公司 Impact torque electric power tool and control method thereof

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