WO2005108013A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von schraubverbindungen - Google Patents

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WO2005108013A1
WO2005108013A1 PCT/EP2005/050965 EP2005050965W WO2005108013A1 WO 2005108013 A1 WO2005108013 A1 WO 2005108013A1 EP 2005050965 W EP2005050965 W EP 2005050965W WO 2005108013 A1 WO2005108013 A1 WO 2005108013A1
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screwdriver
shut
evaluation circuit
monitoring unit
transmitted
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PCT/EP2005/050965
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English (en)
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Inventor
Manfred Schuele
Mike Voigt
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Robert Bosch Gmbh
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53026—Means to assemble or disassemble with randomly actuated stopping or disabling means
    • Y10T29/5303—Responsive to condition of work or product

Definitions

  • the invention is based on a method and a device according to the preambles of claims 1 and 8.
  • controllable screwdrivers have means, in particular torque sensors and / or rotation angle sensors, by means of which the measured values are recorded and fed to a control circuit. Depending on the measured parameters, the screwing process is automatically ended when the specified values are reached.
  • Shut-off screwdrivers are also known which are shut off by a mechanical clutch.
  • Such screwdrivers are used on a large scale in industrial production. Since several screw connections often have to be carried out in many production steps in production, screw connections can be accidentally omitted.
  • the correct screw connections can be monitored by counting the correct screw connections per screw cycle, for example per production cycle or per component, for which the screwing processes must be recorded. Accordingly, a distinction must be made between proper screw connections and an empty screw connection in which the operator actuates the start lever of the screwdriver without inserting a screw. turn.
  • Such an empty screw connection can occur, for example, between two screwing-in processes if the operator tests the functionality of the screwdriver or accidentally actuates the start lever. On the other hand, an empty screw connection can occur if the screwing process is interrupted prematurely.
  • the invention is based on a method for producing a screw connection by means of a shut-off screwdriver, which ends a screwing process of a screw connection when a predetermined torque is reached.
  • shut-off screwdriver data relating to an operation in the shut-off screwdriver be determined and transmitted to an external monitoring unit.
  • Operating data are preferably obtained internally in the shut-off screwdriver and transmitted to the external monitoring unit. This is expediently carried out by radio transmission. However, transmission via a cable is also conceivable. If data is outside a tolerance range, an error message can be output, in particular the shut-off screwdriver can be shut down.
  • a reliable quality control of the shut-off screwdriver can be carried out in particular a production process on an assembly line.
  • the error message is preferably to lock the shut-off screwdriver.
  • Data relating to the work process, in particular with regard to the proper and non-performed screw connections, is preferably determined and blocked if the number of screw connections is outside a tolerance range of the shut-off screwdriver. This has the advantage that the operator cannot continue his work by locking the shut-off screwdriver. The error in the tightening cycle must first be remedied.
  • the data are preferably recorded by means of an evaluation circuit and transmitted to a monitoring unit, in particular an external monitoring unit located at a distance from the shut-off screwdriver. It is preferably recognized and evaluated in the evaluation circuit whether a screw connection has been carried out successfully or not. For example, the evaluation circuit sends a signal "screw connection correct" or "screw connection not OK" to the monitoring unit. The monitoring unit records the data and evaluates it on the basis of predetermined limit values. If the data is outside the tolerance range, a corresponding signal is transmitted to the shut-off screwdriver.
  • further data which appear sensible to a person skilled in the art, in particular operating data of the shut-off screwdriver can be transmitted from the shut-off screwdriver to the monitoring unit, such as whether a screw connection has taken place, whether a screw connection was correct or incorrect, and / or Time and / or a date when a screw connection was carried out and / or a duration of the screw connection process and / or a duration of an overall cycle, For example, a certain number of screw connections per screw cycle, and / or limit values for a current consumption and / or a voltage drop during the screw connection as a measure of the quality of the screw connection and / or information about loosening or tightening a screw, ie about actuating right-hand o- the counterclockwise rotation of the shut-off screwdriver.
  • shut-off screwdriver is expediently registered with the monitoring unit in the form of a transmitted signal.
  • the data By capturing the data in an external monitoring unit, which is coupled, for example, to a computer, the data can be captured and evaluated online.
  • the quality of the screw connections is checked, for example, by comparison with certain limit value criteria, and a correction of the screw connections is necessary if the limit value criteria are not met.
  • the number of screw connections per screw cycle is expediently recorded in the evaluation circuit.
  • the duration of the screw connection is recorded in the evaluation circuit.
  • the current consumption and the voltage drop of the shut-off screwdriver can be recorded in the evaluation circuit when screwed on. This data is particularly preferably not only recorded, but also evaluated as correct or incorrect.
  • the determined and evaluated data of the evaluation circuit are preferably transmitted to the external monitoring unit by means of a transmitter.
  • An advantage of an external monitoring unit is that a plurality of shut-off screwdrivers, in particular battery-operated shut-off screwdrivers, can be monitored with a single monitoring unit, which is advantageous, for example, in a production line.
  • each of the majority of the monitored shut-off screwdrivers can have a corresponding coding for unambiguous identification, which is known to the monitoring unit.
  • the shut-off screwdriver is connected to the monitoring unit via a cable and data between the shut-off screwdriver and the monitoring unit are transmitted via the cable. If necessary, the shut-off screwdriver can also be supplied with power via the cable.
  • Limit values for the data transmitted from the evaluation circuit are preferably stored in the monitoring unit and are compared and evaluated with the transmitted data. If the limit value criteria are not met, the monitoring unit sends a signal to the shut-off screwdriver with which the shut-off screwdriver is locked.
  • a device for carrying out a method in which a shut-off screwdriver is connected to an evaluation circuit, which is coupled to an external monitoring unit via a transmitter.
  • the shut-off screwdriver preferably has a receiver with which the power supply to the shut-off screwdriver is interrupted via a transmitted signal.
  • the monitoring unit preferably has a transmitter / receiver system with which the data transmitted from the evaluation circuit is received and a blocking signal is sent to the shut-off screwdriver.
  • the transmitter / receiver system of the monitoring unit can communicate with a transmitter / receiver system of the shut-off screwdriver.
  • the monitoring unit has an evaluation unit, in which the data transmitted from the evaluation circuit are stored and compared and evaluated with limit values for the transmitted data. If the limit value criteria are not met, the evaluation unit sends a signal to the shut-off screwdriver, which is used to interrupt the power supply in the shut-off screwdriver via a control device.
  • the evaluation unit is preferably a computer that processes the data online.
  • the invention is particularly suitable for battery-operated shut-off screwdrivers, particularly advantageously for industrial cordless screwdrivers.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of an embodiment of a device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a device in which a shut-off screwdriver 10 is designed as a battery-operated shutoff screwdriver.
  • the shut-off screwdriver 10 has a torque sensor 12 for detecting the torque of the motor 14.
  • the shut-off screwdriver 10 has a control device 16 which switches the motor 14 on or off and causes the motor 14 to run clockwise or counterclockwise.
  • the control device controls the motor 14 in terms of its output and speed.
  • Torque sensor 12 and control device 16 are connected to an evaluation circuit 18 which is only indicated here, in particular the evaluation circuit 18 can be integrated in the shut-off screwdriver 10.
  • the evaluation circuit 18 recognizes and decides whether a screw connection has been carried out correctly or not and delivers a corresponding signal to an external monitoring unit 20. If necessary, the evaluation circuit 18 can recognize and decide whether other operating data of the shut-off screwdriver 10 are correct or not.
  • the torque increases with the screwing progress, such that the moment the screw touches the parts to be connected with its screwing head, the torque increases.
  • the torque increases up to a target torque at which the shut-off screwdriver 10 is to shut off.
  • the current data “screw connection in order” and “screw connection not in order” are recorded and evaluated or evaluated by means of the evaluation circuit 18.
  • shut-off screwdriver 10 works in idle, a certain idle torque that is less than the target torque is assigned to idle.
  • the screw connection is empty, which is counted in the evaluation circuit 18 and is assessed as incorrect. If the target torque is reached, there is a proper screw connection, which is also recorded in the evaluation circuit 18 and is evaluated as a correct screw connection. In addition, the duration of the screw connection as well as the current consumption and the voltage drop during the screw connection are recorded in the evaluation circuit 18.
  • the ascertained or evaluated data are transmitted to an external monitoring unit 20 by means of a transmitter in the evaluation circuit 18.
  • the monitoring unit 20 has an evaluation unit 22 with a transmitter / receiver system, with which the data transmitted from the evaluation circuit 18 are received and, if appropriate, a blocking signal is sent to the shut-off screwdriver 10.
  • the evaluation unit 22 is, for example, a computer that processes the data online.
  • the evaluation unit 22 of the monitoring unit 20 stores the data transmitted from the evaluation circuit 18.
  • the transmitted data are compared and evaluated with limit values which are stored in the evaluation unit 22.
  • the evaluation unit 22 sends a signal to the shut-off screwdriver 10, with which the power supply in the shut-off screwdriver 10 is interrupted via the control device 16.
  • shut-off screwdriver 10 is blocked. If the limit values of current consumption to voltage drop during the screw connection, which represent a measure of the quality of the screw connection, are not reached, the shut-off screwdriver 10 is blocked and the work process is interrupted. The operator can continue the screwing process via the control device 16, can only carry out the tightening cycle successfully if the errors have been eliminated. If the source of the error is not eliminated, the shut-off screwdriver 10 is blocked again via the monitoring unit 20.
  • shut-off screwdriver 10 can be blocked if it is removed from the area of action of the monitoring unit 20 and can be activated if it is brought into the area of action of the monitoring unit 20.

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung mittels eines Abschaltschraubers (10), der bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments den Einschraubvor­gang einer Verschraubung beendet. Es wird vorgeschlagen, dass Daten betreffend einen Arbeitsvorgang im Abschaltschrauber (10) ermittelt und an eine externe Überwa­chungseinheit (20) übermittelt werden. Außerdem wird eine Vorrich­tung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Abschaltschrauber vorgeschlagen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schraubverbindungen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8.
Es ist bereits vorgeschlagen worden mittels elektrisch angetriebener und elektronisch kontrollierter Schrauber das erreichte Drehmoment zu messen, zu überwachen und zu dokumentieren. Die regelbaren Schrauber besitzen hierzu Mittel, insbesondere Drehmomentsensoren und/ oder Drehwinkelsensoren, mittels der die Messwerte ertasst und einer Regelschaltung zugeführt werden. In Abhängigkeit der gemessenen Parameter wird der Schraubvorgang bei Erreichen der vorgegebenen Werte automatisch beendet. Weiterhin sind Abschaltschrauber bekannt, die durch eine mechanische Kupplung abgeschaltet werden.
Derartige Schrauber werden in der industriellen Fertigung in großem Umfang eingesetzt. Da in der Produktion häufig in vielen Fertigungsschritten mehrere Verschraubungen durchgeführt werden müssen, können Verschraubungen versehentlich ausgelassen werden. Eine Überwachung der korrekten Verschraubungen kann durch Zählen der ordnungsgemäßen Verschraubungen pro Schraubzyklus, z.B. pro Fertigungstakt oder pro Bauteil, erreicht werden, wozu jedoch die Schraubvorgänge erfasst werden müssen. Hierzu muss dementsprechend zwischen ordnungsgemäßen Verschraubungen und einer Leerverschraubung unterschieden werden, bei der der Bediener den Starthebel des Schraubers betätigt, ohne hierbei eine Schraube ein- zudrehen. Eine derartige Leerverschraubung kann beispielsweise zwischen zwei Eindrehvorgängen auftreten, wenn der Bediener die Funktionsfähigkeit des Schraubers testet oder versehentlich den Starthebel betätigt. Anderseits kann eine Leerverschraubung auftre- ten, wenn der Schraubvorgang vorzeitig abgebrochen wird.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung mittels eines Abschaltschraubers, der bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments einen Einschraubvorgang einer Verschraubung beendet.
Es wird vorgeschlagen, dass Daten betreffend einen Arbeitsvorgang im Abschaltschrauber ermittelt und an eine externe Überwachungseinheit übermittelt werden. Bevorzugt werden intern im Abschaltschrauber Betriebsdaten gewonnen und an die externe Überwachungseinheit übermittelt. Dies erfolgt zweckmäßigerweise per Funkübertragung. Denkbar ist jedoch auch eine Übertragung über ein Kabel. Sind Daten außerhalb eines Toleranzbereichs, kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden, insbesondere der Abschaltschrauber abgeschaltet werden.
Werden die Daten mittels einer Auswerteschaltung erfasst und/oder bewertet und an die Überwachungseinheit übermittelt, wobei die Ü- berwachungseinheit die übermittelten Daten erfasst und anhand von vorgegebenen Grenzwerten auswertet und wird bei Nichterfüllung der Grenzwerte eine Fehlermeldung erzeugt, kann eine zuverlässige Qualitätskontrolle des Abschaltschraubers insbesondere in einem Produktionsprozess an einer Montagestraße erfolgen. Vorzugsweise besteht die Fehlermeldung im Sperren des Abschaltschraubers. Bevorzugt werden Daten betreffend den Arbeitsvorgang, insbesondere betreffend die erfolgten ordnungsgemäßen und nicht erfolgten Verschraubungen, ermittelt und bei Vorliegen einer Anzahl von Ver- schraubungen außerhalb eines Toleranzbereichs der Abschaltschrauber gesperrt. Dies hat den Vorteil, dass durch das Sperren des Abschaltschraubers der Bediener in seiner Tätigkeit nicht fortfahren kann. Der Fehler im Schraubzyklus muss zuerst behoben werden. Dadurch wird eine verbesserte Qualitätskontrolle sowie ein Reduzierung von Ausschuss durch misslungene Verschraubungen erzielt. Vorzugsweise werden die Daten mittels einer Auswerteschaltung erfasst und an eine Überwachungseinheit, insbesondere eine entfernt vom Abschaltschrauber befindliche externe Überwachungseinheit, übermittelt. Vorzugsweise wird in der Auswerteschaltung er- kannt und bewertet, ob eine Verschraubung erfolgreich durchgeführt wurde oder nicht. So leitet die Auswerteschaltung beispielsweise ein Signal „Verschraubung korrekt" oder „Verschraubung nicht in Ordnung" an die Überwachungseinheit. Die Überwachungseinheit erfasst die Daten und wertet diese anhand von vorgegebenen Grenzwerten aus. Liegen die Daten außerhalb des Toleranzbereichs, wird ein entsprechendes Signal an den Abschaltschrauber übermittelt.
Weiterhin können optional oder zusätzlich weitere, dem Fachmann sinnvoll erscheinende Daten, insbesondere Betriebsdaten des Ab- schaltschraubers, vom Abschaltschrauber an die Überwachungseinheit übermittelt werden, wie etwa, ob eine Verschraubung erfolgt ist, ob eine Verschraubung ordnungsgemäß oder nicht ordnungsgemäß war, und/oder die Uhrzeit und/oder ein Datum, wann eine Verschraubung vorgenommen wurde, und/oder eine Dauer des Ver- schraubungsvorgangs und/oder eine Dauer eines Gesamtzyklus, beispielsweise eine bestimmte Anzahl der Verschraubungen pro Schraubzyklus, und/oder Grenzwerte einer Stromaufnahme und/oder eines Spannungsabfalls bei der Verschraubung als Maß für die Güte der Verschraubung und/oder Informationen über ein Lösen oder ein Anziehen einer Schraube, d.h. über eine Betätigung von Rechts- o- der Linkslauf des Abschaltschraubers. Vorteilhaft ist ferner, beim Entfernen des Abschaltschraubers aus einem Wirkungsbereich der externen Überwachungseinheit diesen abzuschalten und/oder zu sperren bzw. den Abschaltschrauber freizuschalten, wenn dieser in den Wirkungsbereich der Überwachungseinheit gebracht wird. Zweckmäßigerweise erfolgt eine Anmeldung des Abschaltschraubers bei der Überwachungseinheit in Form eines übermittelten Signals.
Durch die Erfassung der Daten in einer externen Überwachungsein- heit, die beispielsweise mit einem Rechner gekoppelt ist, können die Daten online erfasst und ausgewertet werden. Durch Abgleich mit bestimmten Grenzwertkriterien wird beispielsweise die Güte der Verschraubungen überprüft, und bei Nichterfüllung der Grenzwertkriterien wird eine Korrektur der Verschraubungen erforderlich.
Über einen Drehmomentsensor im Abschaltschrauber können aktuelle Drehmomente erfasst und an die Auswerteschaltung übermittelt werden, wobei in der Auswerteschaltung anhand Erreichen eines Solldrehmoments festgestellt wird, ob eine ordnungsgemäße Ver- schraubung vorliegt. Ist bekannt, wie lange eine übliche Verschraubung dauert, kann die Zeitdauer für den Schraubvorgang als Kriterium für die Beurteilung dienen, ob eine Verschraubung gelungen o- der nicht gelungen ist. Wird nach einer vorgegebenen Zeit keine Verschraubung festgestellt, d.h. schaltet der Abschaltschrauber nicht oder zu spät ab, kann eine fehlerhafte Verschraubung vorliegen. Schaltet der Abschaltschrauber dagegen zu früh ab, kann wiederum eine fehlerhafte Verschraubung vorliegen. Diese Daten werden vorzugsweise an die Überwachungseinheit übermittelt. Es können auch andere, sinnvoll erscheinende Messgrößen zur Erkennung einer feh- lerhaften Verschraubung herangezogen werden.
Zweckmäßigerweise wird die Anzahl der Verschraubungen pro Schraubzyklus in der Auswerteschaltung erfasst. In einer günstigen Weiterbildung wird die Dauer der Verschraubung in der Auswerte- Schaltung erfasst. Optional oder zusätzlich kann die Stromaufnahme und der Spannungsabfall des Abschaltschraubers bei einer Verschraubung in der Auswerteschaltung erfasst werden. Besonders bevorzugt werden diese Daten nicht nur erfasst, sondern auch als korrekt oder fehlerhaft bewertet.
Vorzugsweise werden die ermittelten und bewerteten Daten der Auswerteschaltung mittels eines Senders an die externe Überwachungseinheit übermittelt. Ein Vorteil einer externen Überwachungseinheit besteht darin, dass mit einer einzigen Überwachungseinheit eine Mehrzahl von Abschaltschraubern, insbesondere akkubetriebenen Abschaltschraubern, überwacht werden kann, was beispielsweise in einer Produktionsstrasse vorteilhaft ist. Hierzu kann jeder der Mehrzahl der überwachten Abschaltschraubern über eine entsprechende Codierung zur eindeutigen Identifizierung verfügen, die der Überwachungseinheit bekannt ist. Denkbar ist jedoch auch, dass der Abschaltschrauber über ein Kabel mit der Überwachungseinheit verbunden ist und Daten zwischen Abschaltschrauber und Überwachungseinheit über das Kabel übermittelt werden. Gegebenenfalls kann auch eine Stromversorgung des Abschaltschraubers über das Kabel erfolgen. Bevorzugt werden in der Überwachungseinheit Grenzwerte für die aus der Auswerteschaltung übermittelten Daten gespeichert, die mit den übermittelten Daten verglichen und ausgewertet werden. Bei Nichterfüllung der Grenzwertkriterien sendet die Überwachungseinheit ein Signal an den Abschaltschrauber aus, mit dem der Abschaltschrauber gesperrt wird.
Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens vorgeschlagen, bei der ein Abschaltschrauber mit einer Auswerteschaltung verbunden ist, die über einen Sender mit einer externen Überwachungseinheit gekoppelt ist. Vorzugsweise weist der Abschaltschrauber einen Empfänger auf, mit dem über ein gesendetes Signal die Stromzufuhr des Abschaltschraubers unterbrochen wird.
Bevorzugt weist die Überwachungseinheit ein Sender- /Empfängersystem auf, mit dem die aus der Auswertschaltung übermittelten Daten empfangen werden und ein Sperrsignal an den Abschaltschrauber gesendet wird. Insbesondere kann das Sender- /Empfängersystem der Überwachungseinheit mit einem Sender- /Empfängersystem des Abschaltschraubers kommunizieren.
Vorteilhaft ist, wenn die Überwachungseinheit eine Auswerteeinheit aufweist, in die die aus der Auswerteschaltung übermittelten Daten gespeichert und mit Grenzwerten für die übermittelten Daten verglichen und ausgewertet werden. Bei Nichterfüllung der Grenzwertkriterien sendet die Auswerteeinheit ein Signal an den Abschaltschrauber aus, mit dem über eine Steuereinrichtung die Stromzufuhr im Abschaltschrauber unterbrochen wird. Vorzugsweise ist die Auswerte- einheit ein Rechner, der die Daten online verarbeitet. Die Erfindung ist besonders für akkubetriebene Abschaltschrauber geeignet, besonders vorteilhaft für Industrieakkuschrauber.
Zeichnungen
Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in An- Sprüchen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus nachfolgend anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Im folgenden zeigt
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der ein Abschaltschrauber 10 als akkubetriebener Abschaltschrauber ausgebildet ist. Der Abschaltschrauber 10 weist einen Drehmomentsensor 12 zur Erfassung des Drehmomentes des Motors 14 auf. Des Weiteren besitzt der Abschaltschrauber 10 eine Steuereinrichtung 16, die den Motor 14 anschaltet oder abschaltet und einen Rechtslauf oder einen Linkslauf des Motors 14 veranlasst. Optional kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung den Motor 14 in seiner Leistung und Drehzahl steuert. Drehmomentsensor 12 und Steuereinrichtung 16 sind mit einer hier lediglich angedeuteten Auswerteschaltung 18 verbunden, insbesondere kann die Auswerteschaltung 18 im Abschaltschrauber 10 integriert sein. Die Auswerteschaltung 18 erkennt und entscheidet, ob eine Verschraubung ordnungsgemäß erfolgt ist oder nicht und liefert ein entsprechendes Signal an eine externe Überwachungseinheit 20. Gegebenenfalls kann die Auswerteschaltung 18 erkennen und entscheiden, ob andere Betriebsdaten des Abschaltschraubers 10 ordnungsgemäß sind oder nicht.
Das Drehmoment steigt mit dem Schraubfortschritt an, derart, dass in dem Moment, wo die Schraube mit ihrem Schraubkopf die zu verbindenden Teile berührt, das Drehmoment ansteigt. Das Drehmoment steigt bis zu einem Solldrehmoment an, zu dem der Ab- schaltschrauber 10 abschalten soll. Mittels der Auswerteschaltung 18 werden die aktuellen Daten „Verschraubung in Ordnung" und „Verschraubung nicht in Ordnung" erfasst und ausgewertet bzw. bewertet.
Arbeitet der Abschaltschrauber 10 im Leerlauf, ist dem Leerlauf ein bestimmtes Leerlaufdrehmoment, das kleiner als das Solldrehmoment ist, zugeordnet.
Liegt das Endmoment des Abschaltschraubers 10 unter dem Soll- drehmoment erfolgt eine Leerverschraubung, die in der Auswerteschaltung 18 gezählt wird und als nicht ordnungsgemäß bewertet wird. Wird das Solldrehmoment erreicht, liegt eine ordnungsgemäße Verschraubung vor, die ebenfalls in der Auswerteschaltung 18 erfasst und als ordnungsgemäße Verschraubung bewertet wird. Außerdem werden in der Auswerteschaltung 18 die Dauer der Verschraubung, sowie die Stromaufnahme und der Spannungsabfall während der Verschraubung erfasst. Mittels eines Senders in der Auswerteschaltung 18 werden die ermittelten bzw. bewerteten Daten an eine externe Überwachungseinheit 20 übertragen. Die Überwachungseinheit 20 besitzt eine Auswerteeinheit 22 mit einem Sender-/Empfängersystem, mit dem die aus der Auswertschaltung 18 übermittelten Daten empfangen werden und gegebenenfalls ein Sperrsignal an den Abschaltschrauber 10 gesendet wird. Die Auswerteeinheit 22 ist beispielsweise ein Rechner, der die Daten online verarbeitet.
Die Auswerteeinheit 22 der Überwachungseinheit 20 speichert die aus der Auswerteschaltung 18 übermittelten Daten. Die übermittelten Daten werden mit Grenzwerten verglichen und ausgewertet, die in der Auswerteeinheit 22 gespeichert sind.
Bei Nichterfüllung der Grenzwertkriterien sendet die Auswerteeinheit 22 ein Signal an den Abschaltschrauber 10, mit dem über die Steuereinrichtung 16 die Stromzufuhr im Abschaltschrauber 10 unterbrochen wird.
Überschreitet z.B. die Anzahl der Leerverschraubungen einen be- stimmten Grenzwert pro Schraubzyklus, wird der Abschaltschrauber 10 gesperrt. Werden die Grenzwerte von Stromaufnahme zu Spannungsabfall während der Verschraubung nicht erreicht, die ein Maß für die Güte der Verschraubung darstellen, wird der Abschaltschrauber 10 gesperrt und der Arbeitsvorgang unterbrochen. Der Bediener kann über die Steuereinrichtung 16 den Schraubvorgang fortsetzen, kann den Schraubzyklus jedoch nur erfolgreich durchführen, wenn die Fehler beseitigt sind. Wird die Fehlerquelle nicht beseitigt, wird der Abschaltschrauber 10 über die Überwachungseinheit 20 erneut gesperrt.
Ebenso kann der Abschaltschrauber 10 gesperrt werden, wenn dieser aus dem Wirkungsbereich der Überwachungseinheit 20 entfernt wird sowie freigeschaltet werden, wenn er in den Wirkungsbereich der Überwachungseinheit 20 gebracht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Schraubverbindung mittels ei- nes Abschaltschraubers (10), der bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments den Einschraubvorgang einer Verschraubung beendet, dadurch gekennzeichnet, dass Daten betreffend einen Arbeitsvorgang im Abschaltschrauber (10) ermittelt und an eine externe Überwachungseinheit (20) übermittelt wer- den.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten mittels einer Auswerteschaltung (18) erfasst und/oder bewertet und an die Überwachungseinheit (20) übermittelt wer- den, dass die Überwachungseinheit (20) die übermittelten Daten erfasst und anhand von vorgegebenen Grenzwerten auswertet und bei Nichterfüllung der Grenzwerte eine Fehlermeldung erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Daten betreffend den Arbeitsvorgang ermittelt werden und bei Vorliegen einer Anzahl von nicht ordnungsgemäßen Arbeitsvorgängen außerhalb eines Toleranzbereichs der Abschaltschrauber (10) gesperrt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Drehmomentsensor (12) im Abschaltschrauber (10) ein aktuelles Drehmoment erfasst und an die Auswerteschaltung (18) übermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteschaltung (18) anhand eines Erreichens eines Solldrehmoments festgestellt wird, ob eine ordnungsgemäße Verschraubung vorliegt.
6. Verfahren nach vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Verschraubungen pro Schraubzyklus in der Auswerteschaltung (18) erfasst werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Verschraubung in der Auswerteschaltung (18) erfasst wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Stromaufnahme und/oder der Spannungsabfall einer Verschraubung in der Auswerteschaltung (18) erfasst werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass in der Überwachungseinheit (20) Grenzwerte für die aus der Auswerteschaltung (18) übermittelten Daten gespeichert werden, die mit den übermittelten Daten verglichen und ausgewertet werden, und dass bei Nichterfüllung der Grenzwertkriterien die Überwachungseinheit (20) ein Signal an den Abschaltschrauber (10) aussendet, mit dem die Stromzufuhr im Abschaltschrauber (10) unterbrochen wird.
10. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschaltschrauber (10) mit einer Auswerteschaltung (18) verbunden ist, die mit einer Überwachungseinheit (20) gekoppelt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschaltschrauber (10) eine Sender- /Empfängersystem aufweist, mit dem über ein gesendetes Signal eine Stromzufuhr des Abschaltschraubers (10) unterbrechbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (20) ein Sender- /Empfängersystem aufweist, mit dem die aus der Auswertschaltung (18) übermittelten Daten empfangen werden und ein Sperrsignal an den Abschaltschrauber (10) gesendet wird.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (20) eine Auswerteeinheit (22) aufweist, in die die aus der Auswerteschaltung (18) übermittelten Daten gespeichert und mit Grenzwerten für die übermittelten Daten verglichen und ausgewertet werden, und dass bei Nichterfüllung der Grenzwertkriterien die Auswerteeinheit ein Signal an den Abschaltschrauber (10) aussendet, mit dem über eine Steuereinrichtung (16) die Stromzufuhr im Abschaltschrauber (16) unterbrechbar ist.
14. Abschaltschrauber mit einer Sender-/Empfängereinheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
PCT/EP2005/050965 2004-05-03 2005-03-04 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von schraubverbindungen WO2005108013A1 (de)

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