[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Antreiben einer elektrischen Schraubvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechende
elektrische Schraubvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 (siehe z.B.
EP-A-0 808 018 für die zwei Ansprüche).
[0002] Bei einem aus der DE 31 44 350 A1 bekannten Verfahren zum Antreiben eines elektromotorisch
angetriebenen Schraubers dieser Gattung wird vorgeschlagen, die Pulslängen von abgegebenen
Rechteckimpulsen so einzustellen, dass dem Motor die erforderliche Leistung zugeführt
wird. Hierfür wird ein Oszillator auf eine konstante Pulsfrequenz eingestellt Dementsprechend
werden die Längen der Impulse zugeführt, so dass nur der unbedingt notwendige Leistungsanteil
an den Motor gegeben wird.
[0003] Derartige Schraube haben den Nachteil, dass die vom Werker aufzubringende Kraft,
das Gegenmoment, relativ hoch ist Bei Pistolengriffschraubem ist schon ab ca. 5 Nm
eine Reaktionsaufnahme in Form einer mechanischen Abstützung erforderlich. Bei harten
Schraubfällen oder bei Löseoperation ist der Drehmomentanstieg sehr steil. Da der
Werker nicht so schnell reagieren kann, kommt es zu einer ruckartigen Drehung seines
Handgelenks. Dies birgt die Gefahr von Verletzung. Femer führt es relativ schnell
zum Ermüden des Werkers. Da der Werker bei Montagevorrichtungen, z.B. bei der Kraftfahrzeugmontage,
oft an schwer zugänglichen Stellen schrauben muss, muss er sich relativ stark verrenken,
um den Schrauben ansetzen zu können. Je stärker die Verrenkung, desto geringer ist
die vom Werker aufbringbare Reaktionskraft.
[0004] Aus der EP 0 808 018 A1, der als nächstliegender Stand der Technik angesehen ist,
ist ein Schrauber bekannt, bei dem ein batteriegetriebener Antriebsmotor durch ein
pulsweitenmoduliertes Signal einstellbarer Frequenz angetrieben wird. Um die effektive
Drehmomentausgabe des Schraubers bei gegebener Motorgröße und Kraftübertragung zu
erhöhen, kann der Stromfluss zu dem Motor für bestimmte Zeitintervalle unterbrochen
werden. Anschließend kann ein maximales Stromsignal für eine vorbestimmte Einschaltzeit
dem Motor wieder zugeführt werden. Die Ausschaltintervalle sind durch den Werker einstellbar
und können dazu dienen, die Kraftübertragung zwischen Motor und Schraubwerkzeug weitestgehend
zu entspannen. Zu einer solchen Entspannung wird ein PWM-Signal mit einer niedrigen
Frequenz von 10 bis 50 Hz gewählt, wobei sich die Ausschaltintervalle durch die Nulldurchläufe
des PWM-Signals ergeben.
[0005] Bei dem aus der EP 0 808 018 A1 bekannten Schrauber wird daher die Frequenz des PWM-Steuersignals
geändert, wobei der eigentliche Schraubyorgang bis zum Erreichen eines Schwellwertes
für den Strom mit einem PWM-Signal hoher Frequenz und anschließend das weitere Verschrauben
mit einem PWM-Signal niedriger Frequenz erfolgt. Dabei ist die niedrige Frequenz so
gewählt, dass die Auszeiten ausreichend lang sind, um ein Entspannen des Antriebsstranges
des Bohrers zu ermöglichen.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art
dahingehend zu verbessern, dass auf möglichst einfache Art und Weise eine elektrische
Schraubvorrichtung angetrieben werden kann, die von einem Werker bei möglichst schonendem
eigenen Leistungseinsatz einfach handzuhaben ist.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem gattungsgemäßen Verfahren zum Antreiben
einer elektrischen Schraubvorrichtung gelöst, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass
eine Pulspause zwischen zwei PWM-Pulssignalen derart bestimmt wird, dass die Drehzahl
des Motors in der Pulspause zur Dämpfung eines Reaktionsmoments deutlich reduziert
wird.
[0008] Die Länge der Pulspause überschreitet also den Trägheitsbereich des Motors, so dass
sich dieser in der Pulspause spürbar verlangsamt. Erst nach der spürbaren Verlangsamung
wird wieder ein neuer pulsweitenmodulierter Puls abgegeben. Der Motor gibt seine Energie
im Wesentlichen an die Schrauber ab.
[0009] Bei den aufeinanderfolgenden Pulsen erhöht sich beim Anziehen einer Schraube schrittweise
das Drehmoment. Während einer Pulspause kann sich das System aus Motor und Schraubwerkzeug,
das eventuell eine Stecknuss enthält, entspannen. Durch die Massenträgheit des Systems
wird das Beschleunigungs- und Reaktionsmoment stark gedämpft.
[0010] Herkömmliche Pulsweitenmodulationen zielen im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung
auf eine möglichst energiesparende Einstellung einer bestimmten Drehzahl des Elektromotors.
Die Drehzahl soll etwa konstant gehalten werden, wobei durch die Pulsweitenmodulation
nur der dafür unbedingt notwendige Strom zugeführt wird.
[0011] Im Gegensatz dazu ist die Erfindung auf die Variierung einer Unterbrechung der Pulsweitenmodulation
gerichtet, so dass sich die Drehzahl des Motors in der Pulspause gegenüber dem Pulssignal
mit großem Amplitudenausschlag reduziert.
[0012] Vorzugsweise kann die Drehzahl des Motors in der Pulspause auf etwa Null reduziert
werden. Bei Drehzahl Null kann das System aus Motor und Schraubwerkzeug sich weitgehendst
entspannen. Der Effekt der Verringerung des Reaktionsmoments ist dadurch besonders
gut. Nahezu die gesamte Energie des Motors mit der Trägheit des Systems wird an die
Schrauber abgegeben. Dies erzeugt kaum zusätzliche Wärme im Werkzeug.
[0013] Besonders vorteilhaft kann während des Lösens einer Schraube gepulst werden. Dies
erleichtert das Lösen der Schraube, da der Motor bei jedem neuen Puls wieder bei geringer
Drehzahl startet. Eine festgezogene Schraube wird dadurch nacheinander mit Drehmomentstößen
beaufschlagt, so daß sie sich leichter löst. Verständlicherweise kann die Schraubvorrichtung
so betrieben werden, daß nur beim Lösen einer Schraube erfindungsgemäß mit Reduzierung
der Drehzahl in dem Pulspausen gepulst wird.
[0014] In besonderer Weise kann während des Anziehens einer Schraube gepulst werden.
[0015] Es wird vorgeschlagen, daß nur oberhalb eines bestimmten Drehmomentgrenzwertes die
Pulspause abgestimmt auf die Reduktion der Drehzahl bestimmt wird. Bis zu dem Drehmomentgrenzwert
kann die Schraubvorrichtung herkömmlich betrieben werden. Der Drehmomentgrenzwert
ist gerade noch in tragbarer Weise von einem Werker aufnehmbar. Erst ab dem Drehmomentgrenzwert
setzt das Pulsen mit Reduktion der Drehzahl in der Pulspause ein, so daß ab höheren
Drehmomenten der Werker entsprechend entlastet wird.
[0016] Als Variante der Erfindung ist das Abstimmen der Pulspause auf die Reduktion der
Drehzahl zu- und abschaltbar. Damit kann die Schraubvorrichtung sowohl herkömmlich
bei nur geringen Drehmomenten als auch mit der erfindungsgemäßen Pulspauseneinstellung
bei zu hohen Drehmomenten betrieben werden.
[0017] Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausenverhältnis
während des Schraubablaufes passend eingestellt werden. Die Einstellung kann z.B.
manuell oder automatisch, durch das Steuergerät bestimmt, erfolgen. Durch diese Einstellung
können Pulsfrequenz und das Puls/Pausenverhältnis auf das jeweilige System, z.B. Werkzeugtyp,
Schraubfall, Werkzeugauslastung, angepaßt werden. Bei der automatischen Einstellung
werden die Parameter automatisch von dem Steuergerät erfaßt und entsprechend variiert.
Damit läßt sich besonders genau das gewünschte Drehmoment und die entsprechende Drehzahl
für die entsprechende Schraubanwendung wählen.
[0018] Vorzugsweise kann anhand der erfassten Pulse das Drehmoment gemessen werden. Dies
ergibt erstaunlich genaue Messwerte. Diese könnten z.B. genutzt werden, um an das
Steuergerät gemeldet zu werden, um mit einem maximal zulässigen Drehmoment verglichen
zu werden.
[0019] Denkbar kann die Pulslänge entsprechend der Genauigkeit der Drehmomentmessung eingestellt
werden.
[0020] Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mit einer elektrischen Schraubvorrichtung
durchgeführt werden. Unter Berücksichtigung der entsprechenden eingangs genannten
Aufgabe, gerichtet auf eine elektrische Schraubvorrichtung, wird diese erfindungsgemäß
gelöst durch eine elektrische Schraubvorrichtung mit einem Steuergerät, das mit einem
Elektromotor verbunden ist und diesem elektrischen Strom in Form von Pulssignalen
zuführt, wobei der Motor mit einem Schraubwerkzeug gekoppelt ist und ein Drehmoment
erzeugt, das das Schraubwerkzeug mit einer Drehzahl zum Betätigen einer Schraube dreht
wobei die Pulssignale pulsweitenmoduliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät
mit einer Steuereinheit verbunden ist, die eine Pulspause zwischen zwei PWM-Pulssignalen
derart bestimmt, dass die Drehzahl des Motors in der Pulspause zur Dämpfung eines
Reaktionsmoments deutlich reduziert wird.
[0021] Bei akku/batterie-betriebenen Werkzeugen kann Energieversorgung, Steuergerät, Steuereinheit,
Elektromotor und Schraubwerkzeug eine Einheit bilden.
[0022] Mit diesem Gerät sind die Vorteile des eingangs genannten erfindungsgemäßen Verfahrens
erreichbar. Die Steuereinheit übernimmt die Bestimmung der Pulspausen, die eine derartige
Länge hat, dass die Drehzahl des Motors in der Pulspause deutlich reduziert wird und
damit das vom Werker aufzunehmende Reaktionsmoment reduziert wird. In der Praxis nimmt
ein Werker das Pulsen eventuell gerade noch wahr.
[0023] In besonderer Weise kann die Steuereinheit die Pulspause derart bestimmen, dass die
Drehzahl in der Pulspause auf etwa Null reduziert wird. Dadurch wird das System aus
Motor, eventuell zwischengeschaltetem Getriebe, und Stecknuss entspannt und durch
die Massenträgheit des Systems wird das Reaktionsmoment während eines Puls stark gedämpft.
[0024] Wahlweise kann die Steuereinheit zu- und abschaltbar sein. Bei geringen Drehmomentanforderungen
kann die Steuereinheit abgeschaltet werden, weil der Werker das geringe Reaktionsmoment
mühelos abstützen kann. Bei höheren Drehmomenten wird die Steuereinheit zugeschaltet,
so daß sich eine Verringerung des Reaktionsmoments ergibt.
[0025] Es wird vorgeschlagen, daß das Steuergerät mit einer Einstelleinrichtung verbunden
ist, über die die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausenvemältnis einstellbar ist.
Über die Einstelleinrichtung können diese Parameter an das jeweilige System und den
jeweiligen Schraubfall angepaßt werden. Dies kann manuell oder automatisch verlaufen.
Die Einstellung kann sogar während des Schraubablaufes angepaßt werden.
[0026] Besonders vorteilhaft kann eine mit dem Steuergerät verbundene Meßvorrichtung vorgesehen
sein, die das Drehmoment anhand der erfaßten Pulse mißt. Die Erfassung der Pulse ist
steuerelektronisch relativ einfach und präzise. Mit der erfindungsgemäßen Pulsung
kann dadurch das Drehmoment relativ exakt bestimmt werden.
[0027] In besonderer Weise kann der Elektromotor über einen Servoverstärker mit der Steuereinheit
verbunden sein.
[0028] Denkbarerweise ist unter einer Schraubvorrichtung im Sinn der Erfindung nicht nur
ein herkömmlicher Schrauber zu verstehen. Die Erfindung betrifft in diesem Sinn genauso
Bohrvorrichtungen, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann.
Grundsätzlich ist darunter eine entsprechende Anwendung für überwiegend rotatorische
Bewegungen zu verstehen, die auch einen translatorischen Anteil haben.
[0029] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein prinzipielles Blockschaltbild für eine elektrische Schraubvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 2
- ein prinzipielles Blockschaltbild eines Versuchaufbaus für eine erfindungsgemäße elektrische
Schraubvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform und
- Fig. 3
- Ablaufdiagramme, die das Verhalten der relevanten Größen beim Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens darstellen.
[0030] In Figur 1 ist ein prinzipielles Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen elektrischen Schraubvorrichtung 1 dargestellt. Ein Steuergerät 2
ist über eine elektrische Leitung 3 mit einer elektrischen Schraubvorrichtung 4 verbunden.
Die Leitung 3 führt zu einer Schraubvorrichtung 4, die als Pistolenschrauber ausgebildet
ist. Der Pistolenschrauber enthält einen Elektromotor 5, über den ein Schraubwerkzeug
6 angetrieben wird. Als Schraubwerkzeug 6 kann z.B. eine sogenannte Stecknuß oder
ein Schraubschlüsselaufsatz verwendet werden. Das Schraubwerkzeug 6 kann mit einer
Schraube17 in Eingriff gebracht werden, so daß der Schraubenkopf formschlüssig von
dem Schraubwerkzeug 6 umfaßt und durch Rotation des Schraubwerkzeugs 6 gedreht wird.
[0031] Wahlweise können auch anders ausgestaltete Schraubvorrichtungen 4 verwendet werden.
Optional ist eine elektrische Leitung 7 strichliniert dargestellt, die das Steuergerät
2 mit einer stabartig ausgebildeten Schraubvorrichtung 4 verbindet.
[0032] Eine strichliniert dargestellte Leitung 8 verbindet das Steuergerät 2 optional mit
einer Schraubvorrichtung 4, die im wesentlichen stabförmig ausgebildet ist, wobei
das Schraubwerkzeug 6 am distalen Ende etwa im rechten Winkel von der Stabform absteht.
[0033] Die dargestellten Schraubwerkzeuge sind ihrer Form nach der jeweiligen Anwendung
angepaßt und werden von einem Werker üblicherweise gehalten, z.B. bei der Arbeit an
einem Montageband zur KFZ-Montage.
[0034] Das Steuergerät 2 weist eine Steuereinheit 9 auf. Die Steuereinheit 9 ist mit einer
Anzeige 10, z.B. einer LCD-Anzeige oder einem Bildschirm, und einer Eingabetastatur
11 verbunden.
[0035] Die Steuereinheit ist über elektrische Leitungen 12 mit einem Servoverstärker 13
verbunden. Ferner führt von der Steuereinheit 9 eine Signalleitung 14 zu dem Servoverstärker
13. Von dem Servoverstärker 13 führt die elektrische Leitung zu der Schraubvorrichtung
4.
[0036] Über die elektrischen Leitungen 12 erfolgt die wesentliche Steuerung des Servoverstärkers
(Leistungsversorgung) 13. Über die Signalleitung 14 werden Pulssignale übertragen,
die den über die Leitung 3 an die Schraubvorrichtung 4 abgegebenen elektrischen Strom
steuert. Somit bewirkt der Servoverstärker die Leistungsverstärkung des über die Leitung
14 erhaltenen Steuersignals.
[0037] Die Steuereinheit 9 kann als Hardware-Schaltung ausgebildet sein bzw. einen Mikroprozessor
enthalten, der durch entsprechende Datenverarbeitungsprogramme betrieben wird.
[0038] In dem Steuergerät kann eine Meßvorrichtung 15 vorgesehen sein, die die Pulssignale
mißt und anhand dessen das Drehmoment bestimmt.
[0039] Ferner kann das Steuereinheit 9 mit einer Einstellvorrichtung 16 ausgebildet sein,
über die die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausenverhältnis einstellbar ist. Meßvorrichtung
15 und Einstelleinrichtung 16 können beispielsweise in dem zugehörigen Datenverarbeitungsprogramm
verwirklicht werden.
[0040] In Figur 2 ist ein prinzipielles Blockschaltbild eines Versuchsaufbaus gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Gleiche Bezugszeichen haben im
wesentlichen die gleiche Funktion wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
[0041] Das Steuergerät 2 ist mit einer regelbaren Stromversorgungseinheit 18 versehen. Die
Stromversorgungseinheit 18 ist über elektrische Leitungen 12 mit dem Servoverstärker
13 versehen.
[0042] Der Servoverstärker 13 ist über die elektrische Leitung 3 mit der Schraubvorrichtung
4 in Form eines Pistolengriffschraubers verbunden. Die Schraubvorrichtung 4 hat im
Griffteil den Elektromotor 5 integriert ausgebildet. Sie weist ein Schraubwerkzeug
6 in Form einer Stecknuß auf, die formschlüssig auf die Schraube 17 aufsteckbar ist.
[0043] Es ist ein Frequenzgenerator 19 vorgesehen, der als Steuereinheit 9 dient. Der Frequenzgenerator
19 ist über Leitungen 20 mit der Stromversorgungseinheit 18 verbunden. Die Leitungen
20 führen jeweils vom Frequenzgenerator 19 und der Stromversorgungseinheit 18 zu einer
Und-Schaltung 21. Von dieser führt die Signalleitung 14 zu dem Servoverstärker 13
und überträgt die Steuersignale. Der Frequenzgenerator 19 liefert Steuersignale mit
einstellbarer Frequenz und einstellbarem Puls/Pausenverhältnis. Dies Steuersignal
wird in das von der Stromversorgungseinheit 18 zur Und-Schaltung 21 gelieferte Startsignal
geschaltet.
[0044] Die Stromversorgungseinheit 18 kann im Prinzip wie die Steuereinheit 9 von Figur
1 ausgebildet sein und wahlweise auch eine Meßvorrichtung 15 und eine Einstelleinrichtung
16 beinhalten.
[0045] In Figur 3 ist in vier übereinander angeordneten Diagrammen der Verlauf der Pulssignale
des Startsignals S, eine Pulsweitenmodulation PWM des Servoverstärkers 13, die Drehzahl
D des Motors 5 und der Drehmomentverlauf M des Motors 5 dargestellt. Die vier Diagramme
sind durch senkrechte strichpunktierte Linien miteinander verbunden, wobei die strichpunktierten
Linien entsprechend gleiche Zeitintervalle kennzeichnen, so daß die zeitliche Kohärenz
der Größen erkennbar ist.
[0046] Auf der Abszisse aller Diagramme ist die Zeit t aufgetragen. Auf der Ordinate des
obersten Diagramms ist das Startsignal S aufgetragen. Auf der Ordinate des zweitobersten
Diagramms ist das Startsignal mit einer Pulsweitenmodulation PWM aufgetragen. Auf
der Ordinate des zweituntersten Diagramms ist die Drehzahl D des Motors 5 aufgetragen.
Auf der Ordinate des untersten Diagramms ist das Drehmoment M des Motors 5 aufgetragen.
[0047] Wie in dem obersten Diagramm dargestellt, wird das Startsignal S dem Motor 5 in Form
von Pulssignalen 22 zugeführt Jeder Strompuls 22 hat etwa gleiche Höhe. Zwei aufeinanderfolgende
Pulse sind jeweils durch eine Pulspause 23 voneinander getrennt.
[0048] Die gesendeten Pulssignale 22 werden, wie im zweiten Diagramm dargestellt, einer
konventionellen Pulsweitenmodulation unterzogen. Dabei wird jeder Puls entsprechend
moduliert und in einzelne kurze aufeinanderfolgende Signale zerlegt. Diese Pulsweitenmodulation
steuert den Drehmomentanstieg des Motors während eines Pulses. Die Pulspausen 23 zwischen
den Pulssignalen 22 bleiben erhalten.
[0049] In dem zweituntersten Diagramm ist der Verlauf der Drehzahl D dargestellt. Über die
Länge eines einzelnen Pulssignals 22 steigt die Drehzahl steil an. Der Elektromotor
beschleunigt. Sobald das Pulssignal 22 endet und die Pulspause 23 eintritt, fällt
die Drehzahl D stark ab. Sie wird deutlich reduziert und fällt bis auf 0. Aus mechanischdynamischen
Gründen fällt das Drehmoment dann kurz unter 0 und steigt danach wieder bis auf etwa
0 an. Am Ende einer Pulspause 23 hat der Motor etwa Drehzahl 0. Erst bei einem neuen
Pulssignal 22 steigt die Drehzahl wieder an. Dieser Vorgang wiederholt sich pro Pulssignal
und folgender Pulspause. Bei jedem Pulssignal 22 steigt die Drehzahl D etwa auf den
selben Wert an.
[0050] Im untersten Diagramm ist der Verlauf des Drehmoments M des Motors dargestellt. Zu
Beginn jedes Pulssignals 22 steigt das Moment steil an. Zum Ende des Pulssignales
22 flacht der Drehmomentanstieg ruckartig ab und steigt nur noch leicht. Nach etwa
zwei Drittel der Pulspause 23 fällt das Drehmoment auf 0 ab, sinkt leicht unter 0
und steigt bis zu Beginn eines neuen Pulssignals 22 wieder etwas an auf 0. Bei jedem
neuen Pulssignal 22 steigt das Drehmoment auf einen etwas höheren Wert als beim vorhergehenden
Pulssignal 22. Dadurch ergibt sich über die einzelnen Takte ein etwa linearer Anstieg
des Drehmoments M.
[0051] Aus dem zeitlichen Verlauf von Steuersignal S, Drehzahl D und Drehmoment M ist die
Funktionsweise dieser Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Dem Motor werden
durch die Steuereinheit 9 bzw. den Frequenzgenerator 19 elektrische Pulssignale 22
zugeführt, die entsprechend durch zwischengeschaltete Pulspausen 23 getaktet sind.
Die Pulspause 23 ist so lang, daß die Drehzahl des Motors in der Pulspause 23 deutlich
reduziert wird. Das Pulsen überschreitet die Trägheitsgrenze des Motors, so daß sich
die Drehzahl spürbar reduziert. Sie wird bis auf 0 reduziert. Ein neues Pulssignal
22 wird erst bei Erreichen der Drehzahl 0 abgegeben.
[0052] Mit dieser Steuerung wird das Beschleunigungs- und Reaktionsmoment, das vom Werker
abgefangen werden muß, stark gedämpft. In den Pulspausen kann sich das System von
Motor 5 und Schraubwerkzeug 6 entspannen. Wenn die Drehzahl bis auf 0 in einer Pulspause
reduziert wird, so gibt der Motor seine Energie komplett an die Schraube 17 ab.
[0053] Durch Messen der Pulse 22 ist eine Drehmomentmessung möglich. Diese kann durch Abstimmung
der Pulslängen relativ genau sein.
[0054] Die Pulsfunktion kann ein- und ausschaltbar sein. Es kann z.B. nur ab einem bestimmten
Drehmoment oder nur beim Lösen oder nur beim Anziehen einer Schraube "gepulst" werden.
[0055] Das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt im Vergleich zum Stand der Technik nur sehr
wenig Wärme.
[0056] Die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausen-Verhältnis kann während des Schraubablaufes
passend eingestellt werden.
[0057] Das gesamte Verfahren kann in ein Datenverarbeitungsprogramm integriert werden, so
daß eine optimale Steuerung und Anpassung an das jeweilige System möglich ist.
[0058] Vorteilhafterweise kann die Schraubvorrichtung akku- undloder batteriebetrieben sein.
Weiterhin können in einem solchen Fall Energieversorgung, Steuergerät, Steuereinheit,
Elektromotor und /oder Schraubwerkzeug eine Einheit bilden.
1. Verfahren zum Antreiben einer elektrischen Schraubvorrichtung (1), wobei ein Steuergerät
(2) einem Elektromotor (5) elektrischen Strom in Form von Pulssignalen (22) zuführt
und der Motor (5) ein Drehmoment (M) erzeugt, dass ein Schraubwerkzeug (6) mit einer
Drehzahl (D) zum Betätigen einer Schraube (17) dreht, wobei die Pulssignale (22) pulsweitenmoduliert
werden
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Pulspause (23) zwischen zwei PWM-Pulssignalen (22) derart bestimmt wird, dass
die Drehzahl (D) des Motors (5) in der Pulspause (23) zur Dämpfung eines Reaktionsmoments
deutlich reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehzahl (D) des Motors (5) in der Pulspause (23) auf etwa 0 reduziert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass während des Lösens einer Schraube (17) gepulst wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass während des Anziehens einer Schraube (17) gepulst wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass nur oberhalb eines bestimmten Drehmomentgrenzwerts die Pulspause (23) abgestimmt
auf die Reduktion der Drehzahl (D) bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abstimmen der Pulspause (23) auf die Reduktion der Drehzahl (D) zu- und abschaltbar
ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausen-Verhältnis während des Schraubablaufes
passend eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass anhand der erfassten Pulse (22) das Drehmoment (M) gemessen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pulslänge entsprechend der Genauigkeit der Drehmomentmessung eingestellt wird.
10. Elektrische Schraubvorrichtung (1), insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach
Anspruch 1, mit einem Steuergerät (2), das mit einem Elektromotor (5) verbunden ist
und diesem elektrischen Strom in Form von Pulssignalen (22) zuführt, wobei der Motor
(5) mit einem Schraubwerkzeug (6) gekoppelt ist und ein Drehmoment (M) erzeugt, dass
das Schraubwerkzeug (6) mit einer Drehzahl (D) zum Betätigen einer Schraube (17) dreht,
wobei die Pulssignale (22) pulsweitenmoduliert sind
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuergerät (2) mit einer Steuereinheit (9) verbunden ist, die eine Pulspause
(23) zwischen zwei PWM-Pulssignalen (22) derart bestimmt, dass die Drehzahl (D) des
Motors (5) in der Pulspause (23) zur Dämpfung eines Reaktionsmoments deutlich reduziert
wird.
11. Schraubvorrichtung nach Anspruch 10.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (9) die Pulspause (23) derart bestimmt, daß die Drehzahl (D) in
der Pulspause (23) auf etwa 0 reduziert wird.
12. Schraubvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (9) zu- und abschaltbar ist.
13. Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuergerät (2) mit einer Einstelleinrichtung (16) verbunden ist, über die die
Pulsfrequenz und/oder das Puls/Pausenverhältnis einstellbar ist.
14. Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine mit dem Steuergerät (2) verbundene Meßvorrichtung (15) vorgesehen ist, die das
Drehmoment (M) anhand der erfaßten Pulse (22) mißt.
15. Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor (5) über einen Servoverstärker (13) mit der Steuereinheit (9) verbunden
ist.
16. Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schraubvorrichtung akku- und/oder batteriebetrieben ist.
1. Method of driving an electrical screwdriving device (1), wherein a control device
(2) feeds electrical current in the form of pulse signals (22) to an electric motor
(5) and the motor (5) produces a torque (M) which turns a screwdriving tool (6) with
a speed (D) for manipulating a screw (17), wherein the pulse signals (22) are pulse
width-modulated,
characterized in that,
a pulse space (23) between two PWM pulse signals (22) is set such that the speed (D)
of the motor (5) in the pulse space (23) is noticeably reduced for attenuating a reaction
momentum.
2. Method according to Claim 1,
characterized in that,
the speed (D) of the motor (5) in the pulse space (23) is reduced approximately to
zero.
3. Method according to one of the previous claims,
characterized in that,
pulsing takes place during the loosening of a screw (17).
4. Method according to one of the previous claims,
characterized in that,
pulsing takes place during the tightening of a screw (17).
5. Method according to one of the previous claims,
characterized in that,
the pulse space (23) matched to the reduction of the speed (D) is only set above a
certain torque limit.
6. Method according to one of the previous claims,
characterized in that,
the matching of the pulse space (23) to the reduction of the speed (D) can be switched
on and off.
7. Method according to one of the previous claims,
characterized in that,
the pulse frequency and/or the pulse/space ratio is suitably adjusted during the screwdriving
process.
8. Method according to one of the previous claims,
characterized in that,
the torque (M) is measured based on the acquired pulses (22).
9. Method according to one of the previous claims,
characterized in that,
the pulse length is set according to the accuracy of the torque measurement.
10. Electrical screwdriving device (1), in particular for implementing the method according
to Claim 1, with a control device (2), which is connected to an electric motor (5)
and feeds electrical current to it in the form of pulse signals (22), wherein the
motor (5) is coupled to a screwdriving tool (6) and a torque (M) is produced, which
turns the screwdriving tool (6) with a speed (D) for manipulating a screw (17), wherein
the pulse signals (22) are pulse width-modulated,
characterized in that,
the control device (2) is connected to a control unit (9), which sets the pulse space
(23) between two PWM pulse signals (22) such that the speed (D) of the motor (5) in
the pulse space (23) is noticeably reduced for attenuating a reaction momentum.
11. Screwdriving device according to Claim 10,
characterized in that,
the control unit (9) sets the pulse space (23) such that the speed (D) in the pulse
space (23) is reduced to approximately zero.
12. Screwdriving device according to Claim 10 or 11,
characterized in that,
the control unit (9) can be switched on and off.
13. Screwdriving device according to one of the Claims 10 to 12,
characterized in that,
the control device (2) is connected to an adjusting device (16) through which the
pulse frequency and/or the pulse/space ratio can be set.
14. Screwdriving device according to one of the Claims 10 to 13,
characterized in that,
a measurement device (15) connected to a control device (2) is provided which measures
the torque (M) based on the acquired pulses (22).
15. Screwdriving device according to one of the Claims 10 to 14,
characterized in that,
the electric motor (5) is connected through a servo amplifier (13) to the control
unit (9).
16. Screwdriving device according to one of the Claims 10 to 15,
characterized in that,
the screwdriving device is powered by an accumulator and/or battery.
1. Procédé destiné à entraîner un dispositif de vissage (1) électrique, dans lequel un
dispositif de commande (2) achemine vers un moteur électrique (5) un courant électrique
sous forme de signaux d'impulsions (22) et le moteur (5) génère un couple de rotation
(M), de telle sorte qu'un outil de vissage (6) tourne avec une vitesse de rotation
(D) pour manoeuvrer une vis (17), dans lequel les signaux (22) d'impulsions sont modulés
en largeur, caractérisé en ce qu'un intervalle d'impulsions (23) entre deux signaux à modulation d'impulsions en largeur
(22) est déterminé de telle sorte que la vitesse de rotation (D) du moteur (5) pendant
l'intervalle d'impulsions (23) est considérablement diminuée pour atténuer un couple
de réaction.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de rotation (D) du moteur (5) est réduite pratiquement à 0 pendant l'intervalle
d'impulsions (23).
3. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode pulsé est appliqué pendant le desserrage d'une vis (17).
4. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mode pulsé est appliqué pendant le serrage d'une vis (17).
5. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle d'impulsions (23) en correspondance avec la réduction de la vitesse
de rotation (D) est déterminé uniquement au-dessus d'une valeur seuil déterminée du
couple de rotation.
6. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la correspondance de l'intervalle d'impulsions (23) avec la réduction de la vitesse
de rotation (D) peut être activée et désactivée.
7. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence d'impulsion et/ou le rapport des impulsions et intervalles entre impulsions
pendant le processus de vissage sont réglés de manière adaptée.
8. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couple de rotation (M) est mesuré à l'appui des impulsions (22) enregistrées.
9. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée des impulsions est réglée conformément à la précision de la mesure du couple
de rotation.
10. Dispositif de vissage électrique (1), en particulier destiné à la mise en oeuvre du
procédé selon la revendication 1, comprenant un dispositif de commande (2), qui est
relié à un moteur électrique (5) et achemine vers celui-ci un courant électrique sous
forme de signaux d'impulsions (22), dans lequel le moteur (5) est couplé à un outil
de vissage (6) et génère un couple de rotation (M) de telle sorte que l'outil de vissage
(6) tourne avec une vitesse de rotation (D) pour manoeuvrer une vis (17), dans lequel
les signaux d'impulsions(22) sont modulés en largeur, caractérisé en ce que le dispositif de commande (2) est relié à une unité de commande (9), qui détermine
un intervalle d'impulsions (23) entre deux signaux à modulation d'impulsions en largeur
(22), de telle sorte que la vitesse de rotation (D) du moteur (5) est nettement réduite
pendant l'intervalle d'impulsions (23) pour atténuer un couple de réaction.
11. Dispositif de vissage selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'unité de commande (9) détermine l'intervalle d'impulsions (23) de telle sorte que
la vitesse de rotation (D) est pratiquement réduite à 0 pendant l'intervalle d'impulsions
(23).
12. Dispositif de vissage selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'unité de commande (9) peut être activée et désactivée.
13. Dispositif de vissage selon une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le dispositif de commande (2) est relié à une unité de réglage (16), qui permet de
régler la fréquence d'impulsion et/ou le rapport des impulsions et intervalles entre
impulsions.
14. Dispositif de vissage selon une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de mesure (15), qui est relié avec le dispositif de commande
(2) et qui mesure le couple de rotation (M) sur la base des impulsions (22) détectées.
15. Dispositif de vissage selon une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que le moteur électrique (5) est relié à l'unité de commande (9) par l'intermédiaire
d'un servo-amplificateur (13).
16. Dispositif de vissage selon une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que le dispositif de vissage peut être actionné par accumulateur et/ou batterie.