Elektrohandwerkzeuggerät mit Drehmomentkontrolle

Abstract

 Ein Elektrohandwerkzeuggerät (1) für ein zumindest teilweise um eine Achse (A) drehend angetriebenes Werkzeug (3) mit einen Mikrocontroller (6), welcher jeweils mit einem zur Ermittlung des Istdrehmoments geeigneten Sensor (4) und einem Steuermittel (5) zur Steuerung eines Elektroantriebs (2) verbunden ist, weist eine Sende/Empfangseinheit (7) auf, über welche Identifikationsdaten eines Identifikationsmittels (8) eines in Übertragungsreichweite befindlichen Befestigungselements (9) einlesbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezeichnet ein zumindest teilweise drehendes Elektrohandwerkzeuggerät wie ein Handschraubgerät, eine Handbohrmaschine oder einen Bohrhammer, ein zugeordnetes drehend setzbares Befestigungselement wie einen Anker, sowie ein zugeordnetes Verfahren zur Montage des drehend setzbaren Befestigungselementes.

[0002] Befestigungselemente wie Anker werden zumeist in Sacklöcher von Baustoffen eingesetzt, um als fest fixierte Punkte eine weitere Montage mit üblichen Verbindungsmitteln zu ermöglichen. Im Baugewerbe werden heute Anker mit vorgegebenem Installationsmoment entweder mit einem Drehmomentschlüssel, oder lediglich nach Gefühl angezogen. Unter Verwendung des Drehmomentschlüssels ist der Anzugsvorgang relativ zeitaufwendig und kompliziert, bei Anzug nach Gefühl ist die Setzqualität nicht gewährleistet. In beiden Fällen werden hohe Anforderungen an den Nutzer gestellt.

[0003] Nach der US4023373 oder der US5228250 sind Anker mit mechanischen Mitteln gegen Überschreitung eines vordefinierten optimalen Solldrehmoments ausgestattet.

[0004] In der Industrie, wie in der Automobilindustrie, ist ein drehmomentkontrollierter Schraubprozess üblich. Nach der JP6031646A2 stoppt ein Handschraubgerät, welche laufend das Istdrehmoment kontrolliert, den Drehantrieb automatisch bei Erreichen eines vorgewählten Solldrehmoments.

[0005] Nach der JP7308864A2 wird bei einem Schlagschrauber nach Erreichen einer, über die Folge der Spitzenwerte der gemessenen Drehstösse objektiv ermittelten, optimalen Befestigung reibschlüssiger Verbindungsmittel wie Schraubverbindungen der Drehantrieb gestoppt. Eine derartige objektive Ermittlung der optimalen Befestigung ist bei definiert vorzuspannenden Befestigungselementen nicht anwendbar.

[0006] Nach der US5404775 wird bei einen Elektrowinkelschrauber das Istdrehmoment durch Dehnmessstreifen um ein Planetengetriebe bestimmt und dieses von einem Gerätevorsatz drahtlos über allgemeine Übertragungsmittel an eine Gegenstelle mit dem Controller übertragen, welcher bei Erreichen des Solldrehmoments den Antrieb automatisch beendet. Die über eine Eingabeeinheit erfolgende Vorgabe des Solldrehmoments stellt hohe Anforderungen an den Nutzer.

[0007] Zudem sind aus der WO8603314 Barkodeetiketten zur Identifikation, aus der WO86/02186 passive Folienschwingkreise zur Identifikation sowie aus der WO89/05984 fremdgespeiste aktive Transponder zur Identifikation, Beantwortung von Fragen und Speicherung von Daten bekannt, welche einfach in hohen Stückzahlen herstellbar mit Massenprodukten verbunden werden können.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer weitgehend nutzerunabhängigen Realisierung und einem Verfahren für die optimale Befestigung von definiert vorzuspannenden Befestigungselementen.

[0009] Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0010] Im wesentlichen wird über ein am Befestigungselement oder dessen Transportbehältnis befestigtes Identifizierungsmittel oder über einen zugeordneten Identifizierungsmittelträger wie eine Chipkarte durch eine Sende/Empfangseinheit wie ein Scannersystem oder ein Transpondersystem im Elektrohandwerkzeuggerät das optimale Solldrehmoment ermittelt, dieses beim Setzen des Befestigungselementes durch einen Mikrocontroller mit einem im Elektrohandwerkzeuggerät vom Mikrocontroller und einem Sensor laufend gemessenen Istdrehmoment verglichen und durch ein Steuermittel bei Erreichen des Solldrehmoments der Setzvorgang automatisch beendet.

[0011] Durch diese, über die drahtlose Datenübertragung vom Identifizierungsmittel zum Elektrohandwerkzeuggerät weitgehend nutzerunabhängige, automatische Einstellung des Solldrehmoments wird verbunden mit der Kontrolle des Istdrehmoments eine optimale Befestigung von definiert vorzuspannenden Befestigungselementen erzielt.

[0012] Als Steuermittel ist vorteilhaft eine elektronische Motorsteuereinheit innerhalb der Stromzufuhr des Elektroantriebs sowie weiter vorteilhaft eine elektronisch steuerbare Kupplung bzw. eine elektronisch steuerbare mechanische oder elektrische Bremse vorhanden.

[0013] Vorteilhaft beinhaltet das Identifikationsmittel, bspw. ein an oder in dem Befestigungselement an einer unwesentlichen Position befestigten, kleinen Barkode, Folienschwingkreis oder Transponder, neben der Information zum Solldrehmoment noch weitere Daten wie den zugeordneten Bohrlochdurchmesser, Bohrungstiefe, die Länge des Bohrers oder die Art des Bohrers, welche weiter vorteilhaft auf einem von dem Mikrocontroller gesteuerten und sichtbar auf einen am, die Sende/Empfangseinheit und den Mikrocontroller beinhaltenden, Gehäuse angeordneten Display darstellbar sind.

[0014] Die Sende/Empfangseinheit ist je nach Identifikationsmittel bei dem Barkode ein Laserscanner/Lichtempfänger, bei dem Folienschwingkreis ein frequenzveränderlicher Radiosender/Radioempfänger oder bei dem Transponder eine Lese- oder Schreib/Lese-Einheit.

[0015] Das Verfahren umfasst im wesentlichen die Schritte:

• Applizierung des sortenspezifischen Identifikationsmittels am Befestigungselement und/oder dessen Transportbehältnis und/oder an einem zugeordneten Identifikationsmittelträger.
• Zum Setzen wird vom Nutzer das Befestigungselement und/oder dessen Transportbehältnis notwendig in eine räumliche Nähe zu dem zumindest teilweise drehenden, die definierte Vorspannung aufbringenden, Elektrohandwerkzeuggerät positioniert.
• Vor und/oder während der zumindest teilweise drehenden Bewegung zum Aufbringen der definierten Vorspannung auf das Befestigungselement wird der definierte Solldrehmoment des Identifikationsmittels durch die Sende/Empfangseinheit des Elektrohandwerkzeuggerätes automatisch und/oder manuell geschaltet ausgelesen.
• Während der zumindest teilweise, unter Erzeugung eines Istdrehmoments, drehenden Bewegung wird von einem Sensor und einem Mikrocontroller das Istdrehmoment ermittelt und dieses mit dem Solldrehmoment verglichen.
• Nach dem Erreichen des Wertes des Solldrehmoments durch das Istdrehmoment, wodurch das Befestigungselement definiert vorgespannt und somit optimal gesetzt ist, wird vom Mikrocontroller der Drehantrieb gestoppt.
• Vorteilhaft kann der Mikrocontroller in einem letzten Schritt den Kraftfluss zwischen einem träge nachlaufenden Elektroantrieb und dem Werkzeug mittels einer dazwischen angeordneten, elektronisch schaltbaren Kupplung wie einer Magnetkupplung unterbrechen bzw. eine aktive mechanische und/oder elektrische Abbremsung des Elektromotors aktivieren.

[0016] Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
Fig. 1 als Elektrohandwerkzeuggerät mit zugeordnetem Befestigungselement.

[0017] Nach Fig. 1 weist ein Elektrohandwerkzeuggerät 1 mit einem Elektroantrieb 2 für ein zumindest teilweise um eine Achse A drehendes Werkzeug 3 einen zur Ermittlung des Istdrehmoments geeigneten Sensor 4 und ein als Motorsteuereinheit mit elektrischer Bremsschaltung ausgeführtes Steuermittel 5 auf, welcher über einen Mikrocontroller 6, der mit einer als frequenzveränderlicher Radiosender/Radioempfänger ausgeführten Sende/Empfangseinheit 7 verbunden ist und die sortenspezifischen Identifikationsdaten eines als Folienschwingkreis ausgeführten Identifikationsmittels 8 einliest, welches an einem in Übertragungsreichweite befindlichen als Anker ausgeführten Befestigungselement 9 angeordnet ist, wobei ein mit dem Mikrocontroller 6 verbundenes Display 10 zur Darstellung weiterer Identifikationsdaten sichtbar auf einem Gehäuse 11 des Elektrohandwerkzeuggerätes 1 angeordnet ist.

Ansprüche

1. Elektrohandwerkzeuggerät für ein zumindest teilweise um eine Achse (A) drehend angetriebenes Werkzeug (3) mit einen Mikrocontroller (6), welcher jeweils mit einem zur Ermittlung des Istdrehmoments geeigneten Sensor (4) und einem Steuermittel (5) zur Steuerung eines Elektroantriebs (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (6) mit einer Sende/Empfangseinheit (7) verbunden ist, über welche Identifikationsdaten eines Identifikationsmittels (8) eines in Übertragungsreichweite befindlichen Befestigungselements (9) und/oder dessen Transportbehältnis und/oder eines zugeordneten Identifikationsmittelträgers einlesbar sind.

2. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Gehäuse (11) ein mit dem Mikrocontroller (6) verbundenes Display (10) sichtbar angeordnet ist.

3. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (5) als eine elektronische Motorsteuereinheit innerhalb der Stromzufuhr des Elektroantriebs (2) ausgeführt ist, wobei der Motorsteuereinheit optional eine elektronisch steuerbare Kupplung bzw. eine elektronisch steuerbare mechanische oder elektrische Bremse zugeordnet ist.

4. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende/Empfangseinheit (7) ein Laserscanner/Lichtempfänger, ein frequenzveränderlicher Radiosender/Radioempfänger oder eine Lese- oder Schreib/Lese-Einheit und das Identifikationsmittel (8) ein lesbar zugeordneter Barkode, Folienschwingkreis oder Transponder ist.

5. Befestigungselement mit definiert vorzuspannenden, durch ein Handwerkzeuggerät (1) aufzubringenden Solldrehmoment, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (9) und/oder dessen Transportbehältnis und/oder der zugeordnete Identifikationsmittelträger ein zur Identifikation des Solldrehmoments durch eine Sende/Empfangseinheit (7) ausgestaltetes Identifikationsmittel (8) beinhaltet, welches optional ein aufgebrachter Barkode oder ein Folienschwingkreis oder ein Transponder ist.

6. Verfahren zur Drehmomentkontrolle für ein Elektrohandwerkzeuggerät (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

• in einem ersten Schritt vor und/oder während der zumindest teilweise drehenden Bewegung des Werkzeugs (3) um die Achse (A) das definierte Solldrehmoment des Identifikationsmittels (8) durch die Sende/Empfangseinheit (7) des Elektrohandwerkzeuggerätes (1) automatisch und/oder manuell geschaltet ausgelesen wird,

• in einem zweiten Schritt während der zumindest teilweise, unter Erzeugung eines Istdrehmoments, drehenden Bewegung des Werkzeugs (3) um die Achse (A) von einem Sensor (4) und einem Mikrocontroller (6) das Istdrehmoment ermittelt und dieses mit dem Solldrehmoment verglichen wird.

• in einem dritten Schritt nach dem Erreichen des Wertes des Solldrehmoments durch das Istdrehmoments vom Mikrocontroller (6) der Drehantrieb (2) gestoppt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
in einem letzten Schritt der Mikrocontroller (6) eine Unterbrechung des Kraftflusses zwischen dem Elektroantrieb (2) und dem Werkzeug (3) und/oder eine Abbremsung des Elektroantriebs (2) bewirkt.

Zeichnung