JP2017517407A5

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Publication number: JP2017517407A5
Application number: JP2017517419A
Authority: JP
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2035-06-18

Description

別の実施例は、相手側部材からねじをねじ外すための工具のための収容部を有する電動工具の電動機を制御するための方法に関し、この場合、ねじの固定トルクに依存して、ねじまたは工作物をねじ外すための様々な制御方法が使用される。

別の実施例では、電動機は、第１の段階で予め設定された回転数に従って制御され、この際に第１の段階中に電動機の電流が検出され、この検出された電流が限界値と比較され、この際に限界値を越えたときに、電動機が次の第２の段階中に所定の第２の回転数で制御され、この際に第２の段階中に電動機の電流が検出され、第２の段階中に検出された電流に依存して、緩められたねじを検知し、電動機の回転数を少なくとも減少させるかまたは電動機を停止させ、この際に限界値が固定トルクおよび／または操作員によって予め設定された回転数に依存している。

別の実施例では、ねじの固定トルクは、電動機によって消費される電流を用いて見積もられる。

ゼロの時点ｔ０で電動機は作動されていない。続く第１の時点ｔ１に達すると、電動工具の回転方向は左回りに設定される、つまりねじをねじ外すために設定され、また電動機は、ねじをねじ外すために、第１の時点ｔ１でメインスイッチ１８若しくは引金１８ｔによって作動される。この実施例では、ねじは高い固着力で工作物内にしっかりとねじ込まれている。従って、ねじをねじ外すために電動機を作動させる際に、電動機のための電流は、第１段階で電動機の作動直後に迅速かつ高く上昇するので、第１の時点ｔ１の直後に電流ピーク７２が発生し、この電流ピーク７２は電流計によって検出される。電流ピーク７２は、工作物内に高い固定トルクでねじ込まれているねじが緩められることを示す。電流は、短時間後に再びピーク値から低下する。第２の時点ｔ２で、固定されたねじを緩めるために、電動工具の打撃運転が作動される。打撃機構の運転は、電流変化のリップルによって、および第２の時点ｔ２と第３の時点ｔ３との間での電流の上昇によって検知され得る。第２の時点と第３の時点との間の打撃運転は、第２の段階を示す。第３の時点ｔ３の後で電流は急激に、より小さい値に低下する。電流低下の値は、２０％およびそれ以上の範囲内である。急激な電流低下は、第３の段階を示し、この第３の段階においてねじは緩められ、打撃運転はそれ以上作動しなくなる。ねじは、第３の段階で打撃運転と比較してより小さいトルクで工作物からねじ外すことができる。これによって、第３の時点ｔ３後の電流低下によって、ねじは打撃運転なしでねじ外され得ることが検知される。電流が低下する第３の時点ｔ３と第４の時点ｔ４との間で、ねじは小さい抵抗で工作物からねじ外される。このような、工作物内にねじ込まれたねじをねじ外す際の典型的な電流変化は、自動化された方法のために利用することができ、このような自動化された方法においては、ねじが完全に工作物から離れないようにするために、工作物からのねじの完全なねじ外しは阻止されるべきである。

例えば、電流の値が第３の時点ｔ３の後ろで所定の限界値を下回ると、電動機の回転数は低下され、特に電動機は停止される。第３の時点ｔ３の後ろの電流の負の時間的勾配が比較勾配よりも大きいときに、例えば電動機の回転数は減少され、特に電動機は停止される。この場合、電流のための限界値も比較勾配も、ねじをねじ外す際の初期段階における電動機の電流に依存している。電動機によって消費された電流は、ねじの固定トルクに依存する。初期段階は、第１の時点ｔ１の後ろで開始し、第２および／または第３の時点ｔ２，ｔ３まで続いていてよい。また、初期段階は、第２の時点ｔ２で初めて開始し、第３の時点ｔ３まで続いていてもよい。さらに、電流のための限界値および／または比較勾配も、操作員によって予め設定された電動機の回転数に依存して、および／または回転数を設定するためのスイッチの操作速度に依存して、様々な値を採用することができる。

ねじの固定トルクは、第１の時点ｔ１の後、特に第２の時点ｔ２の後で特に初期段階中にねじをねじ外す際に、電動機によって消費される電流を用いて知ることができる。限界値および比較勾配は、例えば一連の実験により実験的に算出され、記憶されてもよい。

図１１に示したプログラムシーケンスによって、ねじを自動的に緩める際の様々な運転状況が考慮され得る。例えば制御回路４６は、負荷に依存して、つまりねじを工作物内にしっかり固定するトルクに依存して、ねじを緩めるために、様々な方法を実施することができる。また、制御回路４６は、負荷に追加してまたは負荷の代わりに、ねじを緩める際に工作物からねじが完全に離れるのを阻止するための様々な自動的方法を実施するために、操作員によるメインスイッチ１８の引金１８ｔの操作形式を考慮することができる。負荷とは、工作物内にしっかり固定されたねじを回すために最初に必要なトルクのことである。ねじを工作物内にねじ込む固定トルクが高ければ高いほど、ねじを回すために電動機によってもたらされなければならない負荷若しくはトルクは大きい。

以下に、ねじが高い固定トルクで工作物内にしっかり固定され、電動工具の場合、ねじをねじ外すために操作員によって高い回転数が調節される、第１の運転状況のためのプログラムの進行を説明する。プログラムは、電動工具が運転開始されるプログラム項目８００でスタートする。スイッチ７０は、工作物からねじが完全に離れるのを阻止するための自動的方法が作動される位置にある。次いで、次のプログラム項目８１０で、電動工具がねじまたはナットをねじ外す運転モード、つまり左回りの運転モードにあるかどうかが検査される。そうであれば、次のプログラム項目８２０に分岐され、カウンターが値ゼロにセットされる。

プログラムが、プログラム項目８６０において所定の第２の時間長さｔ２よりも長く留まっていれば、プログラム項目８７０で、電動機の電流が所定の第４の限界値Ｉ４よりも大きいかどうか検査される。第４の電流値Ｉ４のために、ねじの固定トルクに依存して、および／または操作員の所望の回転数に依存して、つまり引金１８ｔの操作ストロークに依存して、および／または引金１８ｔの操作速度に依存して、異なる値が記憶されていてよい。このような形式で、様々な運転状況が様々な自動的方法によって実行され得る。電動機の電流が所定の第４の限界値Ｉ４よりも大きければ、プログラム項目８７０からプログラム項目８８０に分岐される。この第１の運転状況では、そうである。そうでなければ、プログラム項目８４０に分岐して戻される。

ねじが小さい固定トルクで工作物内に固定され、かつ操作員が電動工具の高い回転数を要求する第２の運転状況において、図１１に示したプログラムシーケンスが次のように進行される。

この方法は、第１の運転状況のための前記方法に相当するが、この方法においては、第４の電流値Ｉ４が小さい固定トルクに基づいて第１の運転状況におけるよりも小さく選定されている。例えば、ねじの検出された固定トルクに依存して、および／または操作員の要求回転数つまり引金１８ｔの操作ストロークに依存して、および／または引金１８ｔの操作速度に依存して、第４の電流値Ｉ４のための様々な値が記憶されていてよい。第４の電流値Ｉ４は、プログラム項目８７０において、測定された電流が第４の限界値Ｉ４よりも高く、従ってプログラム項目８６０内の第２の時間長さｔ２の後にプログラム項目８８０に分岐される、という応答が得られるように選定されている。プログラム項目８８０において、電動機に再び所定の高い回転数、特に所定の時間長さに亘る最大回転数が供給される。この場合、カウンターは値１を有しているので、プログラム項目９７０における応答に基づいてプログラム項目８９０に分岐される。このことはつまり、ねじの小さい固定トルクおよび電動工具の高い要求回転数を有する状態が存在する、という意味である。次いで、プログラム項目９００が図１１に従って動作される。

また、ねじの小さい固定トルクのために、高い固定トルクを有する第１の運転状況と比較して小さい、電流のための第３の限界値Ｉ３が記憶されていてもよい。例えば、限界値のための、検出されたねじの固定トルクに依存して異なる値が記憶されている表または線図が記憶されていてよい。制御回路はプログラムの開始中に見積もられる、ねじの固定トルクに依存して、相応の限界値を選択する。ねじの固定トルクは、例えば電流に依存して、または初期段階中の電動機の電流の上昇に依存してプログラム項目８２０において見積もられてよい。このために、相応の線図または特性曲線または特性マップがファイルされていてよく、これらの線図、特性曲線または特性マップによって、プログラム項目８２０中の電流変化に固定トルクが割り当てられている。また、初期段階中のねじの固定トルクを測定するために、電動工具にトルクセンサが使用されてもよい。限界値は、ねじをねじ外す際の開始時に発生するねじのトルク若しくは固定トルクに依存して制御回路によって算出されるかまたは決定されてよい。例えば、所定のトルク範囲のために、第１、第２、第３および／または第４の限界値のための相応の様々な値がファイルされていてよい。それ以外は、この方法は第１の運転状況に従って実行される。

図１１による方法は、ねじがほぼ固定トルクなしに工作物内に固着している、つまり負荷なしであって、高い要求回転数で駆動される第３の運転状況のために、次のように進行する。

この方法は、プログラム項目８００からプログラム項目８６０まで、前述のように第２の運転状況に従って進行する。プログラム項目８６０において、電動機は操作員の要求回転数に従って制御回路４６によって駆動される。次いでプログラム項目８７０において、電動機の電流が第４の限界値Ｉ４よりも大きいかどうかの問い合わせが行われる。第４の限界値Ｉ４は、存在する固定トルクに依存して、つまり固定トルクなしの状態で第２の運転状況よりもさらに小さく選択され得る。従って、プログラム項目８７０において、測定された電流が第４の限界値Ｉ４よりも小さいという応答を得る。これによって、プログラム項目８４０に分岐して戻される。次いで、プログラム項目８４０が実行される。次のプログラム項目８５０において、電動機の電流が所定の第３の限界値Ｉ３を越えて上昇するかどうかが検査される。そうであれば、カウンターが値１だけ値１に上昇され、次のプログラム項目８６０に分岐される。この時点で、電流は第３の限界値Ｉ３よりも大きいので、プログラム項目８５０における応答に基づいて、カウンターが値１だけ値２に上昇される。

操作員が引金１８ｔを最大値に操作すると、プログラムは、例えばより小さい電流において負荷がない、つまりねじに固定トルクが存在しないことを検知する。その結果、プログラムはプログラム項目８４０に留まり、電動機の回転数は引金１８ｔの操作に従って制御される。この方法によって、プログラム項目９１０，９２０，９３０および９４０に従って電動機の駆動の自動的な制限が作動されることなしに、使用者は電動機を所望の回転数で駆動することができる。これによって電動工具の操作は、使用者のために使いやすく改善される。固定トルクがないことに基づいて制御回路は、ねじが外されるべきではないことを検知する。

中間の負荷から高い負荷まで、つまり操作員によるねじの中間の固定トルクから高い固定トルクまでおよび所望の低い回転数から中間の回転数まで、または回転数の所望のゆっくりとした上昇までに相当する第４の運転状況において、図１１に示したプログラムは次のように進行される。プログラムは、電動工具が作動されるプログラム項目８００においてスタートする。スイッチ７０は、ねじが工作物から完全に離れるのを阻止するための自動的方法が作動される位置にある。次いで、次のプログラム項目８１０において、電動工具がねじをねじ外す運転モードにあるかどうか、つまり例えば左回りの運転モードにあるかどうかが検査される。そうであれば、次のプログラム項目８２０においてカウンターが値ゼロにセットされる。

これによって、低い回転数および／またはゆっくりとした回転数の上昇が操作員によって要求されるプログラムが検知され、また、負荷がなく、つまりねじの固定トルクが存在しないことが検知される。このことは例えば、電動工具とねじまたはナットとの間に作用接続が存在しないことを意味する。従って操作員は電動工具の回転を完全にコントロールすることができる。

第１の運転状況は、負荷、つまりねじの高い固定トルクおよび電動工具の高い所望の回転数に相当する。第２の運転状況は、低い負荷、つまりに低い固定トルクおよび電動工具の高い所望の回転数に相当する。第３の運転状況は、負荷のない、つまり固定トルクのない、かつ電動工具の高い回転数に相当する。第４の運転状況は、重要な負荷のない、つまり重要な固定トルクのない、かつ最大回転数の例えば６０％よりも小さい低い所望の回転数に相当する。第５の運転状況は、重要な負荷のない、つまり重要な固定トルクのない、かつ電動工具の低い所望の回転数に相当する。

Claims

工具のための収容部を有する電動工具の電動機を制御するための方法において、
パラメータとして、電動機の打撃運転中における電動機の少なくとも電流および／または電動機の回転数を検出し、この際に、打撃運転のための電動機の駆動時間を前記検出されたパラメータに依存して決定する、
電動工具の電動機を制御するための方法。
前記電動機を、前記決定された駆動時間だけ打撃運転で運転し、この際に前記駆動時間後に、前記電動機の少なくともトルクおよび／または前記電動機の回転数を減少させる、
請求項１に記載の方法。
前記パラメータに依存して、打撃運転中に前記電動機を駆動するトルクおよび／または回転数を決定する、
請求項１または２に記載の方法。
パラメータとして、前記電動機の打撃運転中の前記電動機の電流の標準偏差および／または前記電動機の回転数の標準偏差を検出する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
前記パラメータに依存して、前記電動機を制御するための制御時間および／またはトルクおよび／または回転数を決定するために、演算方法および／または表および／または特性曲線を使用する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
バッテリを有する前記電動機に電流を供給し、この際に前記バッテリの電圧を算出し、この際に、バッテリ電圧が限界値を下回っているときに、前記パラメータを算出された前記バッテリ電圧で評価する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
ねじをねじ外す際に、前記電動機からアウトプットされたトルクが所定の限界値以下に低下したときに、前記電動機を停止させる、
請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
ねじをねじ外す際に、ねじが固着位置から予め設定された回転数だけねじ戻されたときに前記電動機を停止させ、この際に、前記回転数が操作員によって決定され得る、
請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
前記電動機が駆動されるバッテリ電圧を検査し、この際に、前記バッテリ電圧が所定の最小値を下回ると指示をアウトプットする、
請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
工具のための収容部を有する電動工具の電動機を制御するための方法において、
打撃運転中の前記電動機の駆動時間をインプットされたパラメータであるドリルまたはねじの直径に依存して決定し、この際に前記インプットされたパラメータが操作員によってインプットされる、
電動工具の電動機を制御するための方法。
相手側部材からねじをねじ外すための工具のための収容部を有する電動工具の電動機を制御するための方法において、
ねじをねじ外す際に、前記電動機からアウトプットされたトルクが所定の限界値以下に低下するか、または前記ねじが固着位置から予め設定された回転数だけねじ戻されたときに、前記電動機を停止させ、
前記アウトプットされたトルクを、前記電動機によって消費される電流を用いて検出し、この際に、電流が限界値以下に低下したときに、前記電動機の回転数を減少させ、
前記限界値を前記ねじの固定トルクに依存して決定する、
電動工具の電動機を制御するための方法。
前記限界値および／または前記回転数が操作員によって決定される、
請求項１１に記載の方法。
前記トルクを、ねじをねじ外す際に前記電動機によって消費される電流の経時変化を用いて算出し、前記電動機の回転数を、前記電流が時間的な比較勾配よりも早く低下したときに、少なくとも減少させる、
請求項１１または１２に記載の方法。
前記比較勾配を前記ねじの固定トルクに依存して決定する、
請求項１３に記載の方法。
相手側部材からねじをねじ外すための工具のための収容部を有する電動工具の電動機を制御するための方法において、
ねじの固定トルクに依存して、前記ねじをねじ外すための制御方法を使用する、
電動工具の電動機を制御するための方法。
操作員によって予め設定された電動機の回転数に依存しておよび／または回転数を予め設定するためのスイッチの操作速度に依存して、ねじをねじ外すための制御方法を選択する、
請求項１５に記載の方法。
前記電動機を、第１の段階で操作員によって予め設定された回転数に従って制御し、この際に前記第１の段階中に前記電動機の電流を検出し、この検出された電流を所定の限界値と比較し、この際に前記限界値を越えたときに、前記電動機を次の第２の段階中に所定の第２の回転数である最大回転数で制御し、この際に前記第２の段階中に前記電動機の電流を検出し、前記第２の段階中に検出された電流に依存して、緩められたねじを検知し、前記電動機の回転数を少なくとも減少させるかまたは前記電動機を停止させ、この際に前記限界値が前記固定トルクおよび／または前記操作員によって予め設定された回転数に依存している、
請求項１５または１６に記載の方法。
前記電動機を第１の段階で操作員によって予め設定された回転数に従って制御し、この際に前記電動機が前記第１の段階に留まっている間の時間長さをカウンターによって検出し、所定の時間長さを越えたときに、前記電動機を次の第２の段階中に予め設定された第２の回転数である最大回転数で制御し、この際に前記第２の段階中に前記電動機の電流を検出し、前記第２の段階中に検出された前記電動機の電流に依存して緩められたねじを検知し、前記電動機の前記回転数を少なくとも減少させるかまたは前記電動機を停止させる、
請求項１５または１６に記載の方法。
所定の電流限界値を下回ったことに依存して、および／または電流の所定の負の時間勾配を上回ったことに依存して、緩められたねじを検知し、前記電動機の回転数を少なくとも減少させるかまたは前記電動機を停止させる、
請求項１５から１８のいずれか１項に記載の方法。
前記ねじの前記固定トルクを、前記電動機によって前記ねじをねじ外す際に消費される電流を用いて見積もる、
請求項１５から１９のいずれか１項に記載の方法。
前記ねじの前記固定トルクを、前記電動機によって初期段階で前記ねじをねじ外す際に消費される電流を用いて見積もる、
請求項１５から２０のいずれか１項に記載の方法。
制御装置において、
請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法を実施するために構成されている、
制御装置。