WO2002085568A1 - Drehschrauber - Google Patents

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WO2002085568A1
WO2002085568A1 PCT/EP2002/004183 EP0204183W WO02085568A1 WO 2002085568 A1 WO2002085568 A1 WO 2002085568A1 EP 0204183 W EP0204183 W EP 0204183W WO 02085568 A1 WO02085568 A1 WO 02085568A1
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screwdriver
holding part
control device
data transmission
screwdriver according
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PCT/EP2002/004183
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Inventor
Paul-Heinz Wagner
Ulf Sittig
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Paul-Heinz Wagner
Ulf Sittig
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/065—Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines
    • B23P19/066—Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines by electrical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers

Definitions

  • the invention relates to a screwdriver, in particular a screwdriver with an electric drive.
  • Electric screwdrivers have a drive device, such as an electric motor, and a transmission or the like. output device mechanically connected to the drive device.
  • the output device usually has a shaft connector with a square cross section, on which, for example. a key nut can be attached.
  • the housing surrounding the output device is often connected to a support foot. As a result, a counter torque is generated when the screwdriver is actuated.
  • the sensor device is usually connected via cable for data transmission to a display device and an evaluation device and, if appropriate, a computer and / or a printer.
  • a display device and an evaluation device In quasi-stationary operation of such screwdrivers, such as when using screwdrivers on production lines, there are corresponding display devices and the like. provided stationary and connected to the screwdriver via a cable.
  • the area of use of such screwdrivers is severely limited.
  • the mobile use of such screwdrivers is therefore extremely complex.
  • the display and control devices to be carried are very heavy and unwieldy. The use of such screwdrivers with only one person is therefore not possible, for example, on a scaffold.
  • the angle of rotation should also be measured. By measuring the angle of rotation in combination with the torque, it is possible to determine the holding force exerted by the screw more precisely. The consequence of this is that less certainty can be expected when designing the screws. This results in material savings.
  • the angle of rotation can also be recorded via suitable sensors connected to the output device. The measured angles of rotation are then also to a display device or the like connected to the screwdriver via a cable. transmitted.
  • control device for example a computer
  • data such as, for example, the required torque or the required angle of rotation
  • the control device can thus be used to compare required target values with actual values measured by the sensor device and transmitted to the control device.
  • This data is required, for example, to create a test report.
  • the object of the invention is to provide a screwdriver which has a sensor device for recording measurement data, in particular the torque and the angle of rotation, with which mobile use is possible.
  • the screwdriver according to the invention has a drive device and an output device mechanically connected to the drive device.
  • the mechanical connection is, for example, a planetary gear suitable for generating large moments.
  • a sensor device for recording measurement data, in particular the torque and the angle of rotation is connected to the output device.
  • a control device integrated in the screwdriver is connected to the sensor device.
  • the control device has a data memory which e.g. serves to store required target values and actual values measured by the sensor device.
  • control device Since the control device is integrated into the screwdriver according to the invention, no data transfers to an external control device are required.
  • a particularly preferred embodiment of the screwdriver has a holding part receiving the drive device.
  • the holding part has a handle part or the like for handling the screwdriver. on.
  • the holding part is thus freely rotatable with respect to the output device. The consequence of this is that moments occurring at the output device are not transmitted to the holding part and thus not to the user.
  • the control device is preferably integrated in the holding part. Compared to the arrangement of the control device in the area of the output device, this has the advantage that a slim output device can also be implemented. This improves access to screws that are difficult to access.
  • arranging the control device on the holding part has the advantage that any display means that may be connected to the control device can be arranged so that it is clearly visible to the user.
  • the control device can also be connected to an external portable hand-held device.
  • the hand-held device comprises, for example, an input device such as a keyboard and a display device.
  • the portable hand-held device which preferably has the maximum size of a cigarette box or a conventional remote control or the like. can thus be operated with one hand in a simple manner.
  • the handheld device is therefore preferably a one-hand handheld device.
  • Parts of the control device, such as an additional data carrier or the like, can also be provided in the portable hand-held device.
  • Such a portable hand-held device is connected to the control device, ie preferably to the holding part, of the screwdriver either by radio or by cable.
  • a holder can be provided on the screwdriver, in which the handheld device can be inserted, so that the handheld device or the like, for example, by a releasable snap-in connection. connected to the screwdriver.
  • individual portable handheld devices so that each user is assigned an individual handheld device. This is or the like via a plug connection. detachably connected with the screwdriver. By connecting the handheld device to the screwdriver, the user is automatically identified.
  • the handheld device preferably has a data memory in addition to the control device.
  • the size and the weight of the portable hand-held device are preferably so small that the hand-held device can be worn on the body of the operator.
  • the handheld device can be attached to the belt or placed in a pocket.
  • the entire control device is arranged in a portable hand-held device.
  • the portable handheld device has a data memory and is connected to the screwdriver by radio or by cable.
  • This preferred embodiment has the advantage that the hand-held device has a size and a weight so that it can easily be carried on the body.
  • the handheld device preferably again has the size of a cigarette box or the like. and can therefore be carried on your belt or in your pocket, for example.
  • the hand-held device is preferably connected to the drive device.
  • a rotation-independent data transmission device is preferably provided between the holding part and the output device. It is therefore a data transmission device by means of which data transmission is possible irrespective of the position of the holding part relative to the output device. Data transmission between the sensor device and the control device is thus possible even during operation of the screwdriver.
  • the data transmission device is preferably a sliding contact. These are preferably in the safety hinge that can be provided between the holding part and the output device.
  • the data transmission device can also be a means for contactless data transmission.
  • the data is transmitted telemetrically via radio, magnetic waves or the like.
  • control device and / or the hand-held device is also connected to an interface for data transmission.
  • the control device can be connected to an external computer and / or printer via the interface. It is possible here to transmit from the control device the actual values recorded, for example, during use of the screwdriver on a construction site, to a computer for further processing.
  • a direct connection of the control device to a printer may be possible, so that the actual values determined, for example in the form of a test report, are immediately, e.g. after a day's work, can be printed out.
  • Required target values can preferably also be transmitted to the data memory of the control device via this interface. It is thus possible, for example, to store the target values for certain screw connections of a daily work required for this use before using the inventive screwdriver on a construction site or in another mobile application. For example, these target values can be determined or made available on the external computer. Before using the rotary screwdriver according to the invention, it is then only necessary to transmit the corresponding data into the data memory of the sensor device or of the hand-held device. During use, this data can then be used directly to control the screwdriver and to compare it with data measured by the sensor device. For this purpose, there is preferably a display means on the holding part of the screwdriver intended. The display means has a menu control or the like for setting the use case.
  • the control device With the aid of the control device according to the invention, it is therefore no longer necessary to set the target values, such as the required torque of the machine, directly on site. According to the invention, since the target values are stored in the data memory of the control device or of the hand-held device, incorrect data entry is avoided.
  • control device for example by means of a laptop or a suitable computer by an authorized person, thus saves programming work on the construction site and reduces the risk of errors. Wrong programming by unauthorized persons can be avoided, for example, using a password or code. Due to the provision of a control device integrated in the screwdriver or a portable handheld device connected to the screwdriver, data can be compared and processed for individual application areas with measured actual values. It is also possible, depending on the area of work of a company, to store different software in the control device.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a first preferred embodiment of the screwdriver according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic rear view of the screwdriver shown in FIG. 1 in the direction of arrow II,
  • FIGS. 3-5 schematic side views with different
  • Fig. 6 is a schematic side view of a second preferred embodiment of the screwdriver according to the invention.
  • the shown screwdriver has a holding part 10, in which an electrical drive device is provided within a housing 12. This is connected to a current source via a cable 14 and can be regulated via switches 16, 18.
  • the drive device provided in the housing 12 is connected to an output device 20 via a planetary gear provided in the holding part 10.
  • the output device 20, which has intermediate transmissions which can be switched by means of a switching ring 22, is connected to a connecting piece 24 which is square in cross section. For example, key nuts can be plugged onto the connecting piece 24.
  • a support foot 28 is connected to the output device 20, for example, via a toothing of a housing 26.
  • the holding part 10 is rotatable relative to the output device 20 in the illustrated embodiment.
  • a safety swivel 30 is provided between the holding part 10 and the output device 20.
  • the safety swivel 30 makes it possible to rotate the holding part 10 by up to 360 ° regardless of the position and the operation of the output device 20.
  • the output device is connected to a sensor device which is arranged inside the housing and can be removed if necessary.
  • the sensor device is a conventional sensor device for measuring a torque and an angle of rotation. Possibly. can also be recorded by the sensor device over time curves of the torque or other measurement data, such as graphic recordings.
  • the sensor device Measured data recorded are transmitted to a control device 32.
  • the control device 32 is connected to the holding part 10. The control device 32 is thus together with the holding part 10 mechanically decoupled from the output device 20 or freely rotatable. For data transmission between the sensor device provided on the output device 20 and the control device, there is one in the area of the safety swivel
  • Data transmission device which is independent of rotation. This means that data transmission between the sensor device and the control device 32 is possible even when rotations occur between the output device 20 and the holding part 10 during the operation of the screwdriver.
  • a sliding contact or a contactless data transmission can be provided as the rotation-independent data transmission device.
  • the control device 32 is preferably detachably connected to the holding part 10. It is thus possible, for example, to use different control devices for individual processing orders, so that the individual data relating to an order is stored separately. Furthermore, the control device is preferably provided with an interface 34. The control device 32 can be connected to an external computer and / or printer via the interface 34. When connected to a computer, data exchange between the control device 32 and the computer is possible. With the aid of the computer, data recorded by the sensor device and stored in a data memory of the sensor device can thus be transmitted to the computer during processing. Likewise, data, such as, for example, target values of torques and angles of rotation, can be read into the data memory of the control device 32 by the computer.
  • the control device 32 By connecting the control device 32 to a printer, it is possible, for example, to print out a test report, tabular target and actual values, torque profiles, etc. This is also possible directly on site, for example on the construction site.
  • the sensor device connected to the output device 20 is preferably also removably connected to the output device 20. This has the advantage that the maintenance of the sensor device is considerably easier. Likewise, due to the interchangeability of the sensor device, different sensor devices can be used with which different data can be measured. The structure of the individual sensor devices is thus technically simpler. Due to the interchangeability of the sensor device, it can be removed if there is a risk of damage.
  • a display 36 is connected to the control device 32.
  • the current torque and / or the current angle of rotation can be shown on the display 36 in digital form, for example. Due to the arrangement of the display, the user can easily see it.
  • the display can also be used to indicate the selected tightening procedure. For this purpose, an additional LED display or the like can also be used. be provided.
  • a menu selection can be shown on the display 36 via corresponding input elements. Different screwdriver tightening methods can then be selected for the menu, for example. It is also possible to enter a code using such an input means enable. This ensures that the screwdriver is not used by unauthorized persons.
  • FIGs. 3-5 different arrangement options of rotation-independent data transmission devices 38, 40 are shown.
  • the data transmission devices 38, 40 are each arranged between the output device 20 and the holding part 10.
  • FIG. 3 The embodiment shown in FIG. 3 is two external ring-shaped data transmission devices 48, 30, the ring 40 connected to the output device 20 having an outer diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the outer ring 38 connected to the holding part 10. -
  • FIG. 4 shows an embodiment similar to the embodiment shown in FIG. 3, the two data transmission devices 38, 40 being arranged within the holding part 10 and thus preventing contamination or damage to the data transmission devices.
  • the data transmission devices 38, 40 are two flat rings lying opposite one another with identical inside and outside diameters. With such data transmission devices, a shorter construction of the screwdriver is possible.
  • the holding part 10 of the screwdriver is connected to a handheld device 38.
  • the connection is made via a cable 40 which is connected to the handle 10 in the region of the handle.
  • the size of the hand-held device 48 is such that the hand-held device can be easily held in one hand and operated with it, for example like a cell phone or the like.
  • the handheld device 38 has input means 42, such as a keyboard, and display devices 44.
  • a data memory is preferably provided in the hand-held device.
  • a control device can be provided in the handheld device 38, which corresponds to the control device 32 (FIG. 1).
  • the handheld device 38 thus possibly replaces the controller 32 and the display 36 (FIG. 1). It is also possible to use the figures 1 and 6 to combine embodiments described, so that, for example, only part of the control device and / or an additional data memory are provided in the hand-held device.
  • the second embodiment of the invention described with reference to FIG. 6 can of course also be used with the different transmission variants that are shown in FIGS. 3-5 are shown, can be combined. Furthermore, all embodiments can also be provided for a screwdriver with an angular drive.

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

Abstract

Ein Drehschrauber weist eine in einem Halteteil (10) angeordnete Antriebseinrichtung auf. Mit der Antriebseinrichtung ist eine Abtriebseinrichtung (20) mechanisch, beispielsweise durch ein Planetengetriebe, verbunden. An der Antriebseinrichtung ist ferner eine entkoppelte Sensoreinrichtung zur Aufnahme von Messdaten, wie beispielsweise dem Drehmoment und dem Drehwinkel, vorgesehen. Die Sensoreinrichtung ist mit einer erfindungsgemäss in den Drehschrauber integrierten Steuereinrichtung (32) verbunden. Die Steuereinrichtung ist zur Übermittlung gespeicherter Soll-Werte an die Sensoreinrichtung sowie gemessener Ist-Werte an die Steuereinrichtung (32) geeignet.

Description

Drehschrauber
Die Erfindung betrifft einen Drehschrauber, insbesondere einen Drehschrauber mit elektrischem Antrieb.
Drehschrauber mit elektrischem Antrieb weisen eine Antriebseinrichtung, wie beispielsweise einen Elektromotor, und eine über ein Getriebe u.dgl. mit der Antriebseinrichtung mechanisch verbundene Abtriebseinrichtung auf. Die Abtriebseinrichtung weist üblicherweise einen im Querschnitt quadratischen Wellenstutzen auf, auf den beispielsweise. eine Schlüsselnuß aufsteckbar ist. Zur Übertragung großer Drehmomente ist das die Abtriebseinrichtung umgebende Gehäuse häufig mit einem Stützfuß verbunden. Hierdurch wird beim Betätigen des Drehschraubers ein Gegenmoment erzeugt.
Zur Bestimmung eines beim Schrauben auftretenden Drehmoments ist es bekannt, an der Abtriebseinrichtung eine Sensoreinrichtung zur Aufnahme des Drehmoments vorzusehen. Aus DE 43 07 131 C2 ist ein derartiger Drehschrauber mit elektronischer Drehmomentbegrenzung bekannt.
Die Sensoreinrichtung ist üblicherweise über Kabel zur Datenübertragung mit einem Anzeigegerät und einem Auswertegerät sowie ggf. einem Computer und/oder einem Drucker verbunden. Im quasi stationären Betrieb derartiger Drehschrauber, wie beispielsweise beim Einsatz von Drehschraubern an Fertigungsstraßen, sind somit entsprechende Anzeigegeräte u.dgl. stationär vorgesehen und über ein Kabel mit dem Drehschrauber verbunden. Beim mobilen Einsatz derartiger Drehschrauber, wie beispielsweise auf Baustellen, ist es daher erforderlich, stets zusätzlich zu dem Drehschrauber auch ein entsprechendes Anzeigegerät u.dgl. mitzuführen. Hierdurch ist das Einsatzgebiet derartiger Drehschrauber stark beschränkt. Insbesondere werden die zwischen der Sensoreinrichtung und dem Anzeigegerät u.dgl. vorhandenen Kabel bei mobilem Betrieb häufig beschädigt. Der mobile Einsatz derartiger Drehschrauber ist daher äußerst aufwändig. Die mitzuführenden Anzeige- und Steuergeräte sind sehr schwer und unhandlich. Der Einsatz derartiger Drehschrauber mit nur einer Person ist daher beispielsweise auf einem Gerüst nicht möglich.
Untersuchungen haben ergeben, dass zusätzlich zu dem Drehmoment auch der Drehwinkel gemessen werden sollte. Durch die Messung des Drehwinkels in Kombination mit dem Drehmoment ist es möglich, die von der Schraube aufgebrachte Haltekraft genauer zu bestimmen. Dies hat zur Folge, dass bei der Auslegung der Schrauben mit geringeren Sicherheiten gerechnet werden kann. Dies hat Materialeinsparungen zur Folge. Die Aufnahme des Drehwinkels ist ebenfalls über geeignete mit der Abtriebseinrichtung verbundene Sensoren möglich. Die gemessenen Drehwinkel werden sodann ebenfalls an ein mit dem Drehschrauber über ein Kabel verbundenes Anzeigegerät o.dgl. übermittelt.
Mit Hilfe der Steuereinrichtung, beispielsweise einem Computer, ist es bei quasi stationärem Einsatz von Drehschraubern auch möglich, Daten, wie beispielsweise das geforderte Drehmoment oder den geforderten Drehwinkel, mit von der Sensoreinrichtung gemessenen Daten zu vergleichen und den Drehschrauber entsprechend zu steuern. Durch die Steuereinrichtung können somit geforderte Soll-Werte mit von der Sensoreinrichtung gemessenen, an die Steuereinrichtung übermittelten Ist-Werten verglichen werden. Diese Daten sind z.B. zur Erstellung eines Prüfprotokolls erforderlich. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehschrauber, der eine Sensoreinrichtung zur Aufnahme von Meßdaten, insbesondere des Drehmoments und des Drehwinkels, aufweist, zu schaffen, mit dem ein mobiler Einsatz möglich ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 5.
Der erfindungsgemäße Drehschrauber weist eine Antriebseinrichtung sowie eine mit der Antriebseinrichtung mechanisch verbundene Abtriebseinrichtung auf. Bei der mechanischen Verbindung handelt es sich beispielsweise um ein für die Erzeugung großer Momenten geeignetes Planetengetriebe. Ferner ist mit der Abtriebseinrichtung eine Sensoreinrichtung zur Aufnahme von Messdaten, insbesondere des Drehmoments und des Drehwinkels, verbunden. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist mit der Sensoreinrichtung eine in den Drehschrauber integrierte Steuereinrichtung verbunden. Die Steuereinrichtung weist einen Datenspeicher auf, der z.B. zum Speichern geforderter Soll-Werte und von der Sensoreinrichtung gemessener Ist-Werte dient.
Da die Steuereinrichtung erfϊndungsgemäß in den Drehschrauber integriert ist, sind keine Datenübertragungen zu einer externen Steuereinrichtung erforderlich. Das Vorsehen von freiliegenden Kabeln zur Verbindung der Sensoreinrichtung mit einer externen Steuereinrichtung, die bei dem Betrieb eines Drehschraubers häufig beschädigt werden, ist somit nicht mehr erforderlich. Auch das Mitführen einer zusätzlichen, schweren externen Steuereinrichtung ist nicht mehr erforderlich. Dies führt dazu, dass der erfindungsgemäße Drehschrauber für den mobilen Einsatz sehr gut geeignet ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Drehschraubers weist ein die Antriebseinrichtung aufnehmendes Halteteil auf. Das Halteteil weist zum Handhaben des Drehschraubers einen Griffteil o.dgl. auf. Bei Drehschraubern, mit denen hohe Drehmomente übertragen werden können, ist eine mechanische Entkopplung des Halteteils von der Abtriebseinrichtung bekannt. Das Halteteil ist somit gegenüber der Abtriebseinrichtung frei drehbar. Dies hat zur Folge, dass an der Abtriebseinrichtung auftretende Momente nicht auf das Halteteil und somit nicht auf den Benutzer übertragen werden. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung vorzugsweise in dem Halteteil integriert. Gegenüber der Anordnung der Steuereinrichtung im Bereich der Abtriebseinrichtung hat dies den Vorteil, dass weiterhin eine schlanke Abtriebseinrichtung realisierbar ist. Hierdurch ist die Zugänglichkeit zu schwer zugänglichen Schrauben verbessert. Ferner hat das Anordnen der Steuereinrichtung am Halteteil den Vorteil, dass ein ggf. mit der Steuereinrichtung verbundenes Anzeigemittel für den Benutzer gut sichtbar angeordnet werden kann.
Um ein gutes Ablesen zu ermöglichen, kann die Steuereinrichtung auch mit einem externen tragbaren Handgerät verbunden sein. Das Handgerät umfasst beispielsweise eine Eingabeeinrichtung^ wie eine Tastatur, sowie eine Anzeigeeinrichtung. Das tragbare Handgerät, das vorzugsweise maximal die Größe einer Zigarettenschachtel oder einer üblichen Fembedienung o. Ä. aufweist, kann somit auf einfache Weise mit einer Hand bedient werden. Es handelt sich bei dem Handgerät somit vorzugsweise um ein Einhand-Handgerät. In dem tragbaren Handgerät können auch Teile der Steuereinrichtung, wie beispielsweise ein zusätzlicher Datenträger o.dgl., vorgesehen sein. Ein derartiges tragbares Handgerät ist entweder über Funk oder mit einem Kabel mit der Steuereinrichtung, d.h. vorzugsweise mit dem Halteteil, des Drehschraubers verbunden. Ferner kann an dem Drehschrauber eine Halterung vorgesehen sein, in die das Handgerät eingelegt werden kann, so dass das Handgerät beispielsweise durch eine lösbare Rastverbindung o.dgl. mit dem Drehschrauber verbunden ist. Es ist ferner möglich, individuelle tragbare Handgeräte vorzusehen, so dass jedem Benutzer ein individuelles Handgerät zugeordnet ist. Dieses ist über eine Steckverbindung o.dgl. mit dem Drehschrauber lösbar verbunden. Durch das Verbinden des Handgerätes mit dem Drehschrauber erfolgt somit automatisch eine Identifizierung des Benutzers. Ferner ist es möglich, an diesem Handgerät, unabhängig von dem Drehschrauber, Dateneingaben vorzunehmen. Hierzu weist das Handgerät vorzugsweise zusätzlich zu der Steuereinrichtung einen Datenspeicher auf. Die Größe und das Gewicht des tragbaren Handgeräts sind vorzugsweise derart gering, dass das Handgerät am Körper des Bedieners tragbar ist. Beispielsweise kann das Handgerät am Gürtel befestigt oder in die Hosentasche gesteckt werden.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die gesamte Steuereinrichtung in einem tragbaren Handgerät angeordnet. Das tragbare Handgerät weist einen Datenspeicher auf und ist über Funk oder mit einem Kabel mit dem Drehschrauber verbunden. Diese bevorzugte Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Handgerät eine Größe und ein Gewicht aufweist, so dass es leicht am Körper mitgeführt werden kann. Das Handgerät weist vorzugsweise wiederum die Größe einer Zigarettenschachtel o.dgl. auf und kann somit beispielsweise am Gürtel oder in der Hosentasche mitgeführt werden. Um im Bereich der Abtriebseinrichtung zusätzlich zur Sensoreinrichtung keine weiteren Einrichtungen vorsehen zu müssen und somit einen möglichst schlanken Aufbau der Abtriebseinrichtung vornehmen zu können, ist das Handgerät vorzugsweise mit der Antriebseinrichtung verbunden.
Da die Sensoreinrichtung zur Aufnahme der Messdaten an der Abtriebseinrichtung vorgesehen sein muss, ist vorzugsweise zwischen dem Halteteil und der Abtriebseinrichtung eine drehungsunabhängige Datenübertragungseinrichtung vorgesehen. Es handelt sich somit um eine Datenübertragungseinrichtung, durch die unabhängig von der Stellung des Halteteils gegenüber der Abtriebseinrichtung eine Datenübertragung möglich ist. Somit ist auch während dem Betrieb des Drehschraubers eine Datenübertragung zwischen der Sensoreinrichtung und der Steuereinrichtung möglich.
Bei der Datenübertragungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um Schleifkontakte. Diese sind vorzugsweise in dem Sicherheitsdrehgelenk, das zwischen dem Halteteil und der Abtriebseinrichtung vorgesehen sein kann, angeordnet.
Ebenso kann es sich bei der Datenübertragungseinrichtung um Mittel zur berührungslosen Datenübertragung handeln. Hierbei erfolgt die Datenübertragung telemetrisch über Funk, Magnetwellen o. Ä.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung und/oder das Handgerät ferner mit einer Schnittstelle zur Datenübermittlung verbunden. Über die Schnittstelle ist die Steuereinrichtung mit einem externen Rechner und/oder Drucker verbindbar. Hierbei ist es möglich, aus der Steuereinrichtung die beispielsweise während eines Einsatzes des Drehschraubers auf einer Baustelle erfassten Ist-Werte an einen Rechner zur Weiterverarbeitung zu übermitteln. Zusätzlich kann ein unmittelbarer Anschluss der Steuerungseinrichtung an einen Drucker möglich sein, so dass die ermittelten Ist-Werte, beispielsweise in Form eines Prüfprotokolls, unmittelbar, z.B. nach einem Tagewerk, ausgedruckt werden können.
Vorzugsweise können über diese Schnittstelle auch geforderte Soll-Werte an den Datenspeicher der Steuereinrichtung übermittelt werden. Es ist somit beispielsweise möglich, vor dem Verwenden des erfindungsgemäßen Drehschraubers auf einer Baustelle oder bei einem anderen mobilen Einsatz die für diese Verwendung geforderten Soll-Werte für bestimmte Verschraubungen eines Tagewerks zu speichern. Beispielsweise können diese Soll-Werte auf dem externen Rechner ermittelt oder bereitgestellt werden. Vor dem Verwenden des erfindungsgemäßen Drehschraubers ist sodann lediglich eine Übermittlung der entsprechenden Daten in den Datenspeicher der Sensoreinrichtung oder des Handgerätes erforderlich. Während des Einsatzes können diese Daten sodann unmittelbar zur Steuerung des Drehschraubers und zum Vergleich mit von der Sensoreinrichtung gemessenen Daten verwendet werden. Hierzu ist vorzugsweise ein Anzeigemittel an dem Halteteil des Drehschraubers vorgesehen. Das Anzeigemittel weist zum Einstellen des Benutzungsfalls eine Menüsteuerung o.dgl. auf. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist es daher nicht mehr erforderlich, unmittelbar vor Ort die Soll-Werte, wie beispielsweise das erforderliche Drehmoment der Maschine, einzustellen. Da die Soll-Werte erfindungsgemäß in dem Datenspeicher der Steuereinrichtung oder des Handgerätes abgelegt sind, ist eine Fehleingabe von Daten vermieden.
Die erfindungsgemäß mögliche Vorprogrammierung der Steuereinrichtung, beispielsweise mittels eines Laptops oder eines geeigneten Computers durch eine befugte Person, erspart somit Programmierarbeiten auf der Baustelle und verringert die Gefahr von Fehlern. Fehlprogrammierungen durch nicht autorisierte Personen können beispielsweise mittels eines Passworts oder Codes vermieden werden. Auf Grund des Vorsehens einer in den Drehschrauber integrierten Steuereinrichtung oder eines mit dem Drehschrauber verbundenen tragbaren Handgerätes können für individuelle Anwendungsbereiche Daten mit gemessenen Ist-Werten verglichen und bearbeitet werden. Es ist ferner möglich, je nach Arbeitsgebiet einer Firma, unterschiedliche Software in der Steuereinrichtung zu speichern.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschraubers,
Fig. 2 eine schematische Rückansicht des in Fig. 1 dargestellten Drehschraubers in Richtung des Pfeils II,
Fign. 3-5 schematische Seitenansichten mit unterschiedlichen
Anordnungsmöglichkeiten erfindungsgemäßer
Datenübertragungseinrichtungen und
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschraubers.
Der dargestellte Drehschrauber weist ein Halteteil 10 auf, in dem innerhalb eines Gehäuses 12 eine elektrische Antriebseinrichtung vorgesehen ist. Diese ist über ein Kabel 14 mit einer Stromquelle verbunden und über Schalter 16,18 regelbar. Die in dem Gehäuse 12 vorgesehene Antriebseinrichtung ist über ein ferner in dem Halteteil 10 vorgesehenes Planetengetriebe mit einer Abtriebseinrichtung 20 verbunden. Die Abtriebseinrichtung 20, die mit Hilfe eines Schaltrings 22 schaltbare Zwischengetriebe aufweist, ist mit einem im Querschnitt quadratischen Ansatzstutzen 24 verbunden. Auf den Ansatzstutzen 24 sind beispielsweise Schlüsselnüsse aufsteckbar. Zur Erzeugung eines Gegenmoments beim Schrauben ist ein Stützfuß 28 beispielsweise über eine Verzahnung eines Gehäuses 26 mit der Abtriebseinrichtung 20 verbunden.
Das Halteteil 10 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gegenüber der Abtriebseinrichtung 20 drehbar. Hierzu ist zwischen dem Halteteil 10 und der Abtriebseinrichtung 20 ein Sicherheitsdrehgelenk 30 vorgesehen. Durch das Sicherheitsdrehgelenk 30 ist es unabhängig von der Stellung und dem Betrieb der Abtriebseinrichtung 20 möglich, das Halteteil 10 um bis zu 360° zu drehen.
Die Abtriebseinrichtung ist mit einer innerhalb des Gehäuses angeordneten und ggf. abnehmbaren Sensoreinrichtung verbunden. Bei der Sensoreinrichtung handelt es sich um eine übliche Sensoreinrichtung zum Messen eines Drehmoments sowie eines Drehwinkels. Ggf. können von der Sensoreinrichtung auch zeitliche Verläufe des Drehmoments oder andere Messdaten, wie z.B. grafische Aufzeichnungen, aufgenommen werden. Die von der Sensoreinrichtung aufgenommenen Meßdaten werden an eine Steuereinrichtung 32 übermittelt. Die Steuereinrichtung 32 ist mit dem Halteteil 10 verbunden. Die Steuereinrichtung 32 ist somit zusammen mit dem Halteteil 10 gegenüber der Abtriebseinrichtung 20 mechanisch entkoppelt bzw. frei drehbar. Zur Datenübertragung zwischen der an der Abtriebseinrichtung 20 vorgesehenen Sensoreinrichtung und der Steuereinrichtung ist im Bereich des Sicherheitsdrehgelenks eine
Datenübertragungseinrichtung vorgesehen, die drehungsunabhängig ist. Dies bedeutet, dass auch bei Auftreten von Drehungen zwischen der Abtriebseinrichtung 20 und dem Halteteil 10 während des Betriebs des Drehschraubers eine Datenübermittlung zwischen der Sensoreinrichtung und der Steuereinrichtung 32 möglich ist. Als drehungsunabhängige Datenübertragungseinrichtung kann beispielsweise ein Schleifkontakt oder eine berührungslose Datenübertragung vorgesehen sein.
Die Steuereinrichtung 32 ist vorzugsweise abnehmbar mit dem Halteteil 10 verbunden. Es ist somit beispielsweise möglich, für einzelne Bearbeitungsaufträge unterschiedliche Steuereinrichtungen zu verwenden, so dass eine gesonderte Speicherung der einzelnen auf einen Auftrag bezogenen Daten erfolgt. Ferner ist die Steuereinrichtung vorzugsweise mit einer Schnittstelle 34 versehen. Über die Schnittstelle 34 ist die Steuereinrichtung 32 mit einem externen Rechner und/oder Drucker verbindbar. Bei der Verbindung mit einem Rechner ist ein Datenaustausch zwischen der Steuereinrichtung 32 und dem Rechner möglich. Mit Hilfe des Rechners können somit während einer Bearbeitung von der Sensoreinrichtung aufgenommene und in einem Datenspeicher der Sensoreinrichtung gespeicherte Daten an den Rechner übermittelt werden. Ebenso können von dem Rechner Daten, wie beispielsweise Soll-Werte von Drehmomenten und Drehwinkeln, in den Datenspeicher der Steuereinrichtung 32 eingelesen werden. Durch ein Verbinden der Steuereinrichtung 32 mit einem Drucker ist beispielsweise das Ausdrucken eines Prüfprotokolls, tabellarischer Soll- und Ist-Werte, Drehmomentverläufe etc. möglich. Dies ist auch unmittelbar vor Ort, z.B. auf der Baustelle, möglich. Die mit der Abtriebseinrichtung 20 verbundene Sensoreinrichtung ist vorzugsweise ebenfalls abnehmbar mit der Abtriebseinrichtung 20 verbunden. Dies hat den Vorteil, dass die Wartung der Sensoreinrichtung erheblich einfacher ist. Ebenso können durch die Austauschbarkeit der Sensoreinrichtung unterschiedliche Sensoreinrichtungen verwendet werden, mit denen unterschiedliche Daten gemessen werden können. Der Aufbau der einzelnen Sensoreinrichtungen ist somit technisch einfacher. Auf Grund der Austauschbarkeit der Sensoreinrichtung kann diese abgenommen werden, wenn die Gefahr von Beschädigung besteht.
Anstelle des hier dargestellten, über ein Kabel 14 mit einer Stromquelle verbundenen Drehschraubers ist auch das Vorsehen eines Akkus möglich. Hierdurch ist die Mobilität des erfindungsgemäßen Drehschraubers weiter verbessert. Das anhand des in Fig. "1 dargestellten Ausführungsbeispiels beschriebene Prinzip des Integrierens einer Steuereinrichtung in den Drehschrauber ist selbstverständlich auch bei einem Winkel-Drehschrauber einsetzbar.
Zusätzlich ist mit der Steuereinrichtung 32 eine Anzeige 36 verbunden. Auf der Anzeige 36 kann beispielsweise in digitaler Form das aktuelle Drehmoment und/oder der aktuelle Drehwinkel dargestellt werden. Auf Grund der Anordnung der Anzeige ist diese von dem Benutzer gut einsehbar. Ferner kann die Anzeige dazu benutzt werden, das gewählte Schrauberanzugsverfahren anzuzeigen. Hierzu kann auch eine zusätzliche LED-Anzeige o.dgl. vorgesehen sein.
Ferner kann über entsprechende Eingabeelemente eine Menüauswahl auf der Anzeige 36 dargestellt werden. Für das Menü können sodann beispielsweise unterschiedliche Schrauberanzugsverfahren ausgewählt werden. Es ist ferner möglich, über ein derartiges Eingabemittel die Eingabe eines Codes zu ermöglichen. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Drehschrauber nicht von unbefugten Personen verwendet wird.
In den Fign. 3-5 sind unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten drehungsunabhängiger Datenübertragungseinrichtungen 38,40 dargestellt. Die Datenübertragungseinrichtungen 38,40 sind jeweils zwischen der Abtriebseinrichtung 20 und dem Halteteil 10 angeordnet.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsmöglichkeit handelt es sich um zwei außenliegende ringförmige Datenübertragungseinrichtungen 48,30, wobei der mit der Abtriebseinrichtung 20 verbundene Ring 40 einen Außendurchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des mit dem Halteteil 10 verbundenen äußeren Rings 38 ist. -
In Fig. 4 ist eine der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ähnliche Ausführungsform dargestellt, wobei die beiden Datenübertragungseinrichtungen 38,40 innerhalb des Halteteils 10 angeordnet sind und somit Verschmutzungen oder Beschädigungen der Datenübertragungseinrichtungen vermieden sind.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei den Datenübertragungseinrichtungen 38,40 um zwei einander gegenüberliegende flache Ringe mit identischen Innen- und Außendurchmessern. Mit derartigen Datenübertragungseinrichtungen ist eine kürzere Bauweise des Drehschraubers möglich.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform (Fig. 6) ist das Halteteil 10 des Drehschraubers mit einem Handgerät 38 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung über ein Kabel 40, das im Bereich des Griffes des Handteils 10 mit diesem verbunden ist. Die Größe des Handgeräts 48 ist derart, dass das Handgerät leicht in einer Hand gehalten und mit dieser, beispielsweise wie ein Mobiltelefon o.dgl., bedient werden kann. Das Handgerät 38 weist Eingabemittel 42, wie eine Tastatur, sowie Anzeigeeinrichtungen 44 auf. Ferner ist in dem Handgerät vorzugsweise ein Datenspeicher vorgesehen. Zusätzlich kann in dem Handgerät 38 eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die der Steuereinrichtung 32 (Fig. 1) entspricht. Das Handgerät 38 ersetzt somit ggf. die Steuerung 32 sowie die Anzeige 36 (Fig. 1). Ebenso ist es möglich, die anhand der Fign. 1 und 6 beschriebenen Ausführungsformen zu kombinieren, so dass in dem Handgerät beispielsweise nur ein Teil der Steuereinrichtung und/oder ein zusätzlicher Datenspeicher vorgesehen sind.
Die anhand der Fig. 6 beschriebene zweite Ausführungsform der Erfindung kann selbstverständlich auch mit den unterschiedlichen Übertragungsvarianten, die in den Fign. 3-5 dargestellt sind, kombiniert werden. Ferner können sämtliche Ausführungsformen auch bei einem Drehschrauber mit Winkeltrieb vorgesehen sein.

Claims

ANSPRUCHE
1. Drehschrauber, mit
einem eine Antriebseinrichtung aufweisenden Halteteil (10),
einer mit der Antriebseinrichtung mechanisch verbundenen Abtriebseinrichtung (20),
einer an der Abtriebseinrichtung (20) vorgesehenen Sensoreinrichtung zur Aufnahme von Messdaten, insbesondere des Drehmoments und des Drehwinkels, und
einer die Meßwerte der Sensoreinrichtung empfangenden, in den Drehschrauber integrierten Steuereinrichtung (32) mit Datenspeicher.
2. Drehschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (10) gegenüber der Abtriebseinrichtung (20) frei drehbar ist und die Steuereinrichtung (32) im Halteteil (10) angeordnet ist, wobei zwischen dem Halteteil (10) und der Abtriebseinrichtung (20) eine drehungsunabhängige Datenübertragungseinrichtung (38,40) vorgesehen ist.
3. Drehschrauber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) mit einem externen tragbaren Handgerät (38) verbunden ist.
Drehschrauber, mit
einem eine Antriebseinrichtung aufweisenden Halteteil (10), einer mit der Antriebseinrichtung mechanisch verbundenen Abtriebseinrichtung (20),
einer an der Abtriebseinrichtung (20) vorgesehenen Sensoreinrichtung zur Aufnahme von Messdaten, insbesondere des Drehmoments und des Drehwinkels, und
einem die Messdaten der Sensoreinrichtung empfangenden Handgerät (38) mit Datenspeicher zur Steuerung des Drehschraubers.
Drehschrauber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und das Gewicht des externen Handgeräts derart gewählt ist, dass das externe Handgerät am Körper eines Bedieners tragbar ist.
6. Drehschrauber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät (38) mit dem Handteil (10) verbunden ist.
7. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinrichtung (38,40) Schleifkontakte aufweist.
8. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinrichtung (38,40) Mittel zur berührungslosen Datenübertragung aufweist.
9. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (10) ein Anzeigemittel (36), insbesondere zur Anzeige von Ist- und Soll-Werten aufweist.
10. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) mit einer Schnittstelle (34) zur Datenübermittlung, insbesondere an einen externen Rechner und/oder Drucker, verbunden ist.
11. Drehschrauber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle im Halteteil integriert ist.
12. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) in ein Griffteil des Halteteils (10) integriert ist.
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