Die vorliegende Erfindung betrifft ein Setzverfahren für einen Spreizanker.

Spreizanker werden in ein vorgebohrtes Loch eingesetzt und dann deren Zugstange standardmäßig mittels eines Drehmomentschlüssels angezogen. Die Verwendung eines Drehmomentschlüssels erweist sich als notwendig, da ein Anwender bei dem in das Loch eingesetzten Spreizankers nicht ansehen kann, ob dieser ordnungsgemäß verspreizt, d.h. gesetzt ist. Hierbei treten sowohl Probleme bei einer zu geringen Verspreizung und somit geringeren Belastbarkeit der Verankerung im Untergrund und einer zu starken Verspreizung, wegen einer möglichen Ermüdung des Spreizanker auf. Die Hersteller der Spreizanker geben entsprechend ein zugehöriges Anzugsdrehmoment an, welches an dem Drehmomentschlüssel zum Setzen eingestellt werden soll.

EP 1 595 649 A2 offenbart einen Schlagschrauber, der zum Setzen von Schrauben, Muttern oder Bolzen mittels Drehschlägen eingerichtet ist. Ein Anwender kann ein Anzugsdrehmoment mittels eines Stellrads einstellen. Eine Messeinrichtung schätzt ein abgegebenes Drehmoment basierend auf der Anzahl abgegebener Drehschläge oder einem Verhältnis von Drehwinkel der Abtriebswelle und der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle. Überschreitet das geschätzte Drehmoment das eingestellte Anzugsdrehmoment wird der Motor des Schlagschraubers abgestellt. Der Anwender kann falls ihm das Befestigungselement nicht ausreichend angezogen erscheint, den Schlagschrauber durch rasches Betätigen des Hauptschalters in einen Festziehmodus überführen. In dem Festziehmodus führt der Schlagschrauber eine feste Anzahl von Schlägen, eine fest. Anzahl von Drehungen der Antriebswelle oder eine feste Drehung der Abtriebswelle aus.

EP 1 188 521 A2 beschreibt eine Handwerkzeugmaschine, die eine Leseeinrichtung, z.B. einen Laserscanner, für eine Identifikation, z.B. einen Barcode, eines Befestigungsmittels beinhaltet. Das Setzen des Befestigungsmittels wird bei Erreichen des der Identifikation zugehörigen Solldrehmoments beendet.

Das erfindungsgemäße Setzverfahren für einen Spreizanker wird gemäß Anspruch 1 durchgeführt. Ein Schlagschrauber zum Setzen eines Spreizankers hat eine Einleseeinrichtung zum Eingeben eines Typs des Spreizankers oder eines Anzugsdrehmoment für den Spreizanker. Ein Schlagwerk des Schlagschrauber dient einem Erzeugen von repetitiven Drehschlägen. Eine Steuerungseinrichtung stellt eine Wiederholungsrate der Drehschlage in Abhängigkeit des Typs des Spreizankers oder des eingegebenen Anzugsdrehmoments ein. Ein Sensor dient einem Erfassen einer Drehzahl der Zugstange, auf die ansprechend eine Abschalteinrichtung, das Schlagwerk deaktiviert, wenn die erfasste Drehzahl einen Schwellwert unterschreitet.

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

Fig. 1

ein Spreizanker;

Fig. 2

einen Schlagschrauber

Fig. 3

ein Steuerungsablauf des Schlagschraubers

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.

Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Spreizanker 1 aus einer Zugstange 2 und einer Spreizhülse 3. Die Spreizhülse 3 umgibt umfänglich einen zylindrischen Abschnitt 4 der Zugstange 2. Ein Außendurchmesser 5 des zylindrischen Abschnitts 4 ist vorzugsweise etwas geringer als ein Innendurchmesser 6 der Spreizhülse 3, wodurch die Zugstange 2 gegenüber dem Aufspreizelement 3 axial beweglich ist. Der zylindrische Abschnitt 4 geht in einen konischen Abschnitt 7 über, welcher einen Spreizkörper 8 zum Aufspreizen der Spreizhülse 3 bildet. Der größte Durchmesser des konischen Abschnitts 7 ist größer als der Innendurchmesser 6 der Spreizhülse 3 und vorzugsweise geringer als ein Außendurchmesser 9 der Spreizhülse 3. An der Zugstange 2 ist ein Gewinde 10 vorgesehen, über welches eine Zugkraft eingeleitet werden kann. Bei dem beispielhaften Spreizanker 1 dient das Gewinde 10 zugleich einer Befestigung von Lasten. Bei einer Montage wird der Spreizanker 1 mit dem Spreizkörper 8 voraus in ein Bohrloch mit einem Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der unverspreizten Spreizhülse 3 eingesetzt. Eine Mutter 11 wird auf das Gewinde 10 aufgeschraubt und festgezogen, solange bis die Zugstange 2 samt dem Spreizkörper 8 in die Spreizhülse 3 gezogen wird. Die Spreizhülse 3 klemmt sich dabei an einer Wand 12 des Bohrlochs fest. Der Spreizanker 1 ist ordnungsgemäß gesetzt, wenn die Spreizhülse 3 um ein bestimmtes Maß radial erweitert ist. Ein Anwender kann dies erkennen, wenn die Zugstange 2 bei einem spezifizierten Anzugsdrehmoment sich nicht mehr dreht.

Andere Spreizanker können beispielsweise einen Bolzen mit einem Gegengewinde, das an das Gewinde 10 der Zugstange 2 angreift. Bei der Montage setzt der Anwender ein Schraubwerkzeug an dem Bolzen an und zieht auf diese Weise die Zugstange 2 mit dem Spreizkörper 8 in die Spreizhülse 3.

Die beispielhaften Spreizanker 1 können mittels eines adaptierten Schlagschraubers 20 gesetzt werden. Der Schlagschrauber 20 hat einen Schlagwerk 21, welcher periodisch Drehschläge erzeugt. Ein Hammer 22 ist auf einer Antriebswelle 23 mittels einer spiralförmigen Kulisse 24 gelagert. Eine Feder 25 drückt den Hammer 22 längs der Abtriebswelle 23 in Richtung zu einem Amboss 26. Der Amboss 26 ist mit einer Abtriebswelle 27 starr verbunden. Die Antriebswelle 23 und die Abtriebswelle 27 sind relativ zueinander verdrehbar. Der Hammer 22 und der Amboss 26 haben längs der Antriebswelle 23 vorspringende Klauen 28, über welche der Hammer 22 ein Drehmoment auf den Amboss 26 übertragen kann. Ein Elektromotor 29 treibt die Antriebswelle 23 an. Ein Zyklus eines Drehschlags hat im Wesentlichen folgende Phasen. Die Klauen 28 des Hammers 22 liegen an dem Amboss 26 an. Die drehende Antriebswelle 23 zieht den Hammer 22 wegen der Kulisse 24 von dem Amboss 26 gegen die Kraft der Feder 25 weg, bis die Klauen 28 mit dem Amboss 26 außer Eingriff sind. Getrieben durch die Feder 25 bewegt sich der Hammer 22 in Richtung zu dem Amboss 26 und wird dabei durch die Kulisse 24 in eine Drehbewegung versetzt. Die Klauen 28 schlagen schließlich tangential an dem Amboss 26 an.

Eine Ausführungsform des Schlagschraubers 20 hat eine Eingabeeinrichtung 30, mittels welche ein Anwender ein Anzugsdrehmoment des Spreizanker 1 eingeben kann. Die Eingabeeinrichtung 30 beinhaltet beispielsweise einen Taster 31 oder eine Tastatur und ein Anzeigeelement 32. Alternativ oder zusätzlich kann eine Eingabeeinrichtung vorgesehen sein, über welche der Anwender einen Typ für einen Spreizanker einstellen kann. Beispielsweise sind zwei Taster zum Wählen einer Bauart des Spreizankers und eine Größe des Spreizankers vorgesehen. Der gewählte Typ kann beispielsweise in einem Display oder über mehrere LEDs angezeigt werden.

Eine weitere Ausführungsform des Schlagschraubers hat eine Erkennungseinrichtung 33, welche den Typ des Spreizankers 1 ermittelt (101). Die Erkennungseinrichtung 33 beinhaltet beispielsweise eine Leseeinheit 34 für einen RFID Chip. Der erkannte Typ kann der Eingabeeinrichtung 30 übermittelt werden, unter Anderem damit der erkannte Typ dem Anwender angezeigt wird. Die Erkennungseinrichtung 33 kann auch eine Kamera beinhalten, welche anhand von Form und Größe den Typ des Spreizankers ermittelt.

Eine Steuerungseinrichtung 35 liest das eingegebene Anzugsdrehmoment von der Eingabeeinrichtung 30 bzw. von der Erkennungseinrichtung 33 ein (100). Die Steuerungseinrichtung 35 ermittelt anhand des eingegebenen Anzugsdrehmoment eine Drehzahl N_soll für die Antriebswelle 23 (101). Beispielsweise sind in einer Speichereinrichtung 36 zu verschiedenen Anzugsdrehmomenten zugeordnete Drehzahlen abgelegt. Nachdem ein Anwender den Elektromotor 29 mittels eines Tasters 37 aktiviert, prüft die Steuerungseinrichtung 35, ob zuvor eine Drehzahl N vorgegeben wurde (102), also z.B. durch Vorgabe des Ankertyps oder des Anzugsdrehmoments. Die Steuerungseinrichtung 35 kann ein Aktivieren des Motors 29 beispielsweise unterbinden, falls bisher kein Anzugsdrehmoment ausgewählt wurde, sondern den Anwender zu einer Eingabe auffordern (103). Die Steuerungseinrichtung 35 regelt den Elektromotor 29 derart, dass die Antriebswelle 23 sich mit der vorgegebenen Drehzahl N dreht (104). Die Drehzahl der Antriebswelle 23 gibt die Wiederholungsrate der Drehschläge vor. Es wurde erkannt, dass mit einem Absenken der Drehzahl nicht nur Frequenz der Drehschläge absinkt, welches soweit für das Setzen des Spreizankers unerheblich ist, sondern auch das mit jedem Drehschlag ausgeübte Drehmoment abgesenkt wird. Jeder der Drehzahlen ist, zwar mit einer großen Toleranz, ein Drehmoment zugeordnet. In einer Ausgestaltung beginnt der Schlagschrauber 38 die Zugstange 2 mit einer ihm maximal möglichen Drehzahl zu drehen. Nach einer Dauer, welche vorzugsweise durch den eingegeben Typ des Spreizankers 1 festgelegt wird, senkt der Schlagschrauber die Drehzahl auf die in Abhängigkeit des Anzugsdrehmoments vorgegebene Drehzahl ab.

An der Abtriebswelle 27 ist ein Drehzahlsensor 39 angeordnet. Der Drehzahlsensor 39 beinhaltet beispielsweise mehrere axiale Rippen 40, welche entlang des Umfangs der Abtriebswelle 27 in konstanten ersten Winkelabständen angeordnet sind. Zwei Magnetfeldsensoren 41, z.B. Hallsensoren, sind zueinander versetzt in einem zweiten Winkelabstand angeordnet. Der zweite Winkelabstand modulo den ersten Winkelabstand liegt im Bereich zwischen 20 % und 33 % des ersten Winkelabstands. Der Drehzahlsensor 39 erkennt neben der Drehzahl auch den Umlaufsinn des Abtriebswelle 27. Nach einem Drehschlag kann sich Abtriebswelle 27 gegen die vorgegebene Drehrichtung bewegen. Der Drehzahlsensor 39 ermittelt basierend auf der Drehrichtung die effektive Drehzahl d der Abtriebswelle 27 im vorgegebenen Drehsinn (105), z.B. mittels eines Integrators. Die Drehzahl d der Abtriebswelle 27 ist im wesentlichen identisch zu der Drehzahl der Zugstange 2 und dient damit als Maß für den Fortschritt des Drehens der Zugstange bzw. deren axiale Verschieben relativ zu der Spreizhülse 3.

Der Schlagschrauber 20 vergleicht eine erfasste Drehzahl d der Abtriebswelle 27 mit einem vorgegebenen Schwellwert D für die Drehzahl (106). Unterschreitet die mittlere Drehzahl d den Schwellwert D, schaltet die Steuerungseinrichtung 35 den Motor 29 ab (109). Die Abtriebswelle 27z bewegt sich nun im Mittel um einen sehr kleinen Winkel oder gar nicht mehr. Der Schwellwert D kann beispielsweise fest durch den Schlagschrauber 20 vorgegeben sein. Zusätzlich kann der Schlagschrauber 20 die Drehschläge einstellen, wenn eine maximale Dauer T zum Setzen eines Setzankers 1 nach dem Betätigen des Tasters 37 vergangen ist (107). Der Steuerungseinrichtung 35 kann hierzu die Zeit t seit des Betätigen des Tasters 37 erfassen. Dies kann auf ein Fehlverhalten des Spreizankers 1 zurückführbar sein, z.B. dreht sich die Spreizhülse 3 in dem Bohrloch mit. Der Schlagschrauber 20 erkennt dies als ein Fehlverhalten und gibt ein entsprechendes Warnsignal aus.

In einer Weiterbildung kann der Schlagschrauber 20 eine Aufzeichnungseinrichtung 42 aufweisen, welche zu jedem gesetzten Spreizanker 1 ein Protokoll aufzeichnet (108). Die Aufzeichnungseinrichtung 42 beinhaltet beispielsweise ein Speicherbauelement und eine Kommunikationsschnittstelle zum Ausgeben des Inhalts des Speicherbauelements. Die Spreizanker 1 sind mit einer eindeutigen Kennung versehen, z.B. einer Nummer eines RFID Chips. Die Erkennungseinrichtung 33 bestimmt vor dem Setzen eines Spreizankers 1 dessen eindeutige Kennung. Falls eine automatische Kennung nicht erfolgreich oder nicht vorgesehen ist, kann eine manuelle Eingabe der Kennung erfolgen. Während des Setzens kann beispielsweise die Anzahl der Drehschläge oder die Dauer des Setzvorgangs aufgezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann aufgezeichnet werden, wie sich die Drehzahl der Abtriebswelle 27 ändert, insbesondere die Drehzahl zum Zeitpunkt des Abschaltens des Schlagschrauber ist. Hierbei wird die Drehzahl auch aufgezeichnet, wenn der Anwender ein Setzen des Spreizankers durch Lösen des Tasters 37 beendet. Die von der Aufzeichnungseinrichtung 42 protokollierten Daten können über eine drahtlose oder leitungsgebundene Schnittstelle ausgelesen werden.