DE10061830A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterbrechung einer Vorschubbewegung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Unterbrechung einer VorschubbewegungInfo
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Abstract
Die Erfindung schlägt ein Vorsatzgerät für einen Schrauber vor, mit dem mit Hilfe von Schrauben horizontale oder vertikale Verkleidungen befestigt werden. Damit die Verkleidungen exakt ausgerichtet werden können, wird eine Bezugsfläche durch einen rotierenden Laserstrahl definiert. Sobald beim Anschrauben das Vorsatzgerät die Bezugsfläche erreicht, werden an dem Gerät vorhandene Sensoren von dem Laserstrahl getroffen. Die Sensoren steuern eine Elektronik an, die den weiteren Vorschub des Geräts unterbricht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der die Vor
schubbewegung eines Werkzeugs unterbrochen werden kann, sowie
ein Verfahren zur Unterbrechung einer solchen Vorschubbewe
gung.
Bei dem Innenausbau von Räumen ergibt sich oft die Notwendig
keit, eine abgehängte Decke zu montieren. Es gibt ebenfalls
die Möglichkeit, vor einer Wand eine senkrechte Auskleidung
anzubringen. Die Gebäude sind jedoch häufig nicht mit der
notwendigen Genauigkeit gebaut, so dass die Wände, Decken
oder Fußböden selbst nicht als Referenzebene dienen können.
In all diesen Fällen muss die Ausrichtung gegenüber einer
Ebene erfolgen, die beispielsweise mit Hilfe eines rotieren
den Laserstrahls definiert wird, dessen Richtung um eine
feste Achse rotiert. Es kann sich dabei um einen pulsierenden
Laser handeln.
Ein Beispiel für einen solchen Anwendungsfall ist das Fest
schrauben einer abgehängten Decke, die horizontal verlaufen
soll, auch wenn die Decke des Gebäudes nicht exakt horizontal
ist. Das Festschrauben geschieht mit Hilfe von Schrauben, die
mit Hilfe eines elektrischen Schraubers in eine Unterkon
struktion eingeschraubt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorschubbe
wegung eines Werkzeugs so zu gestalten, dass diese mit ge
ringem Aufwand an einer vorher festgelegten richtigen Stelle
unterbrochen wird, so dass spätere manuelle Justierarbeiten
nicht erforderlich werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrich
tung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen sowie ein
Verfahren mit den im Anspruch 11 genannten Merkmalen vor.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen
Ansprüchen. Der Wortlaut der Patentansprüche wird ebenso wie
der Wortlaut der Zusammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt
der Beschreibung gemacht.
Die Vorrichtung enthält also einen Eingang, beispielsweise
eine Welle. Dieser Eingang wird mit dem Antrieb verbunden
oder ist mit diesem verbunden. Mit dem Eingang ist dann
beispielsweise ständig der Ausgang verbunden, mit dem in dem
oben erwähnten Beispiel ein Schrauberbit in Eingriff steht.
Wenn der Antrieb betätigt wird, erfolgt also ein Einschrauben
einer Schraube in eine Unterkonstruktion, wobei die Schraube
beispielsweise so mit einer Tafel verbunden ist, dass diese
am Kopf der Schraube festgelegt ist. Sobald bei der Schraub
bewegung die Vorrichtung und damit die einen festen Abstand
von der Vorrichtung aufweisende Tafel die Ebene des Strahls
erreicht, wird die Bewegung des Ausgangs und damit die Vor
schubbewegung angehalten. Mit anderen Worten erfolgt der
Vorschub automatisch so lange, bis der Sensor die Bezugsebene
erreicht, die durch den Strahl definiert wird.
Zur Definition der Bezugsebene kann ein rotierender Laser
strahl verwendet werden, der senkrecht zu einer Rotations
achse verläuft. Solche Geräte sind auf dem Markt erhältlich.
Sie können, wenn sie im sichtbaren Bereich arbeiten, eine von
dem Auge des Benutzers wahrnehmbare Linie erzeugen, bei
spielsweise eine rote Linie. Ein solches Gerät kann von der
Erfindung ausgenutzt werden, ohne dass ein Benutzer eingrei
fen muss. Der Laserstrahl braucht nicht sichtbar zu sein.
Erfindungsgemäss kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass
der Eingang und der Ausgang der Vorrichtung ständig miteinan
der wirkverbunden sind, wobei dann die Anhalteeinrichtung auf
den Antrieb einwirkt. Bei Erreichen der Bezugsebene schaltet
die Einrichtung also den Antrieb bzw. den Abtrieb durch eine
Kupplung oder dergleichen ab.
Eine solche Möglichkeit ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn die Vorrichtung, wie die Erfindung in Weiterbildung
vorschlägt, ein Teil eines Geräts sein kann, das den Antrieb
enthält. Beispielsweise könnte die Vorrichtung in einen
Schrauber eingebaut sein, der dann zu dem eingangs erwähnten
Zweck verwendet werden kann.
Es ist aber ebenfalls möglich und wird von der Erfindung in
Weiterbildung vorgeschlagen, dass die Vorrichtung als ein
getrenntes Gerät ausgebildet ist, das mit einem den Antrieb
enthaltenden Gerät verbunden werden kann. Bei der Verbindung
kann nicht nur eine Verbindung zwischen dem Antrieb und dem
Eingang der Vorrichtung hergestellt werden, sondern ggf. auch
eine Steuerverbindung zum Unterbrechen des Antriebs, falls
der Sensor das Erreichen der Bezugsebene meldet.
Beispielsweise kann die Vorrichtung als Vorsatzgerät für
einen Schrauber oder ein sonstiges Antriebsgerät ausgebildet
sein.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Vorrichtung eine Möglichkeit aufweist, bei dem Verbinden der
Vorrichtung mit dem Antrieb gleichzeitig auch die Steuerver
bindung herzustellen.
Eine weitere von der Erfindung vorgeschlagene Möglichkeit
kann darin bestehen, dass die Vorrichtung eine Kupplungsein
richtung zwischen dem Eingang und dem Ausgang aufweist, die
von der Anhalteeinrichtung ansteuerbar ist. Dies würde bei
dem erwähnten Beispiel eines Schraubvorgangs bedeuten, dass
bei Erreichen der Bezugsfläche die Kupplungseinrichtung
ausgerückt wird, so dass der Antrieb zwar weiter dreht, die
Abtriebswelle mit dem Werkzeug aber nicht mehr angetrieben
wird. Eine solche Möglichkeit ist insbesondere dann von
Vorteil, wenn einerseits eine Steuerverbindung zum Antrieb
nicht möglich ist oder andererseits der Antrieb sich nicht
schnell genug abschalten lässt.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Vorrichtung ein Zeitglied hat, das eine bestimmte Zeit nach
dem Ausrücken der Kupplungseinrichtung diese wieder einrückt.
Wenn die Kupplungseinrichtung ausgerückt wird, merkt der
Benutzer, dass er mit seinem Vorgang fertig ist. Er kann sich
jetzt auf die nächste Schraube konzentrieren, und wenn er
diese einzuschrauben versucht, steht ihm der Vorschub wieder
zur Verfügung. Denn zu diesem Zeitpunkt ist die Kupplungsein
richtung wieder eingerückt worden.
Die Erfindung kann bei allen Arten von Vorschubbewegungen von
Werkzeugen Anwendung finden, besonders günstig ist sie jedoch
bei einer Vorschubbewegung, die als Schraubbewegung ausgebil
det ist. Es kann sich auch um einen Ausschraubvorgang han
deln.
Bei dem Strahl, der die Bezugsebene definiert, kann es sich
insbesondere um einen Laserstrahl handeln, vor allem einen
Laserstrahl im sichtbaren Bereich. Es ist möglich, die
Sensoren so auszubilden, dass sie selektiv auf diesen Laser
strahl ansprechen. Es können daher vorhandene Laserstrahlge
räte verwendet werden.
Zur Verbesserung der Genauigkeit kann erfindungsgemäss die
Vorrichtung mehr als einen Sensor aufweisen, beispielsweise
zwei Sensoren. Diese können so angeordnet werden, dass sie
den Laserstrahl an verschiedenen Stellen in der gleichen
Ebene empfangen können.
Das Verfahren zur Unterbrechung der Vorschubbewegung wird,
exemplifiziert an dem Vorgang des Anschraubens einer Decke,
folgendermassen durchgeführt. Zunächst wird ein Laserstrahl
gerät so installiert, dass es eine korrekte Bezugsebene defi
niert. Der Abstand von der Spitze des Schrauberbits zu den
Sensoren wird bei der Einrichtung der Bezugsebene berücksich
tigt. Anschliessend wird eine erste Schraube mit einer
Holztafel in die Decke eingeschraubt, ohne dass der Monteur
nähere Rücksicht auf bestimmte Abmessungen nimmt. Sobald beim
Einschrauben der Schraube der Sensor des Geräts die Bezug
sebene erreicht, was er durch Feststellen des Laserstrahls
merkt, wird die Vorschubbewegung abgebrochen. Der Monteur
merkt dies und zieht den Schrauber zurück. Er kann nun die
nächste Schraube in dergleichen Weise festschrauben.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung sowie an Hand der Zeichnung.
Hier bei zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer von der Erfindung vorge
schlagenen Vorrichtung mit geschnittenem Gehäuse;
Fig. 2 einen Schnitt etwa durch eine die Achse enthaltende
Ebene;
Fig. 3 eine Detailansicht des Gehäuses im Bereich des Ab
triebsteil.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung ist bei der
dargestellten Ausführungsformen als Vorsatzteil für eine
Bohrmaschine ausgebildet. Die Vorrichtung ist in einem glatt
flächigen Gehäuse 1 untergebracht, das beispielsweise einen
quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist, der
seitlich durch einen Ansatz 2 ergänzt ist. In diesem Ansatz 2
ist ein Fach 3 für Batterien 4 untergebracht. Innerhalb des
Gehäuses ist ein Rahmen 5 gehaltert, an dem das Gehäuse
festgelegt ist. Der Rahmen 5 weist vier quer zur Längsachse
der Vorrichtung verlaufende Platten 6 auf, die zur Lagerung
verschiedener Teile dienen.
Zunächst wird jetzt auf die Fig. 2 verwiesen, die einen
Längsschnitt durch die Vorrichtung durch die Achse der Vor
richtung darstellt. Die beiden in Fig. 2 und in Fig. 1
unteren quer verlaufenden Platten 6, die einen gegenseitigen
Abstand aufweisen, dienen zur Lagerung einer ersten Welle 7,
die aus der äusseren Platte 6 herausragt und mit einem Ansatz
8 auch das Gehäuse durch eine dort vorhandene Öffnung 9
verlässt. Diese erste Welle weist an ihrem dem aus dem
Gehäuse 1 herausragenden Ende 8 entgegengesetzten Ende ein
Zahnrad 10 auf, das fest mit der Welle 7 verbunden ist. Die
Welle 7 stellt bei der dargestellten Ausführungsform die
Eingangswelle bzw. allgemeiner gesagt den Eingang dar. In dem
Raum zwischen den beiden Platten 6 ist Platz beispielsweise
für einen Teil der Elektronik 11.
In axialer Ausrichtung zu der ersten Welle 7 ist in dem
Gehäuse mit Hilfe der beiden übrigen Platten 6 eine zweite
Welle 12 gelagert, die an dem in Fig. 1 und 2 oberen Ende
aus dem Gehäuse 1 herausragt. Dort weist die Welle 12 eine
Aufnahme 13 für einen Bit auf. An dem gegenüberliegenden, der
ersten Welle 7 zugewandten Ende ist die Welle 12 mit einem
Zahnrad 14 versehen, das identisch zu dem Zahnrad 10 der
ersten Welle 7 ausgebildet ist. Die beiden Zahnräder 10, 14
weisen einen geringen axialen Abstand voneinander auf. Die
mit der Aufnahme 13 für das Werkzeug versehene Welle 12 ist
die Abtriebswelle. Sie kann auch ganz allgemein als Ausgang
aus der Vorrichtung bezeichnet werden. In dem Raum zwischen
den beiden der Lagerung der Ausgangswelle 12 dienenden
Platten 6 ist Platz für einen Elektromotor 15, dessen Funk
ton später beschrieben wird. Anstelle einer Bitaufnahme
könnte auch ein Bohrfutter angebracht sein, da mit der Vor
richtung selbstverständlich möglich ist.
Zwischen den beiden den beiden Zahnrädern 10, 14 unmittelbar
benachbarten mittleren Platten 6 ist eine Kupplungseinrich
tung 16 angeordnet, die eine Schaltwalze 17 mit einem Zahnrad
18 aufweist. Die Schaltwalze 17 ist in beiden genannten
Platten 6 axial verschiebbar gelagert. Das Zahnrad 18 weist
eine axiale Länge auf, die derer axialen Erstreckung beider
Zahnräder 10, 14 und des Zwischenraums zwischen diesen ent
spricht. Die Schaltwalze 17 ist mit dem Elektromotor 15 der
art verbunden, dass eine Betätigung des Elektromotors 15 die
Schaltwalze axial so verschiebt, dass das Zahnrad 18 ausser
Eingriff mit dem der Eingangswelle zugeordneten Zahnrad 10
zieht. In dieser Position ist die Schaltwalze 17 noch in
beiden Platten 6 gelagert. Das Herausziehen des Zahnrads 18
ausser Eingriff mit dem Zahnrad 10 erfolgt gegen die Wirkung
einer Zugfeder 19, die in Fig. 1 angedeutet ist.
Ohne die Kupplungseinrichtung 16 sind die beiden Wellen 7, 12
der Vorrichtung nicht miteinander verbunden. Durch die Kupp
lungseinrichtung erfolgt eine Verbindung der beiden Zahnräder
10, 14 und damit der beiden Wellen 7, 12. Diese Drehverbin
dung der beiden Wellen kann durch Betätigen des Elektromotors
15 in der gerade beschriebenen Weise aufgehoben werden.
An dem der Aufnahme 13 für das Werkzeug zugeordneten Ende
sind in dem Gehäuse zwei Sensoren 20, 21 angeordnet, die auf
die Strahlung eines für die Vorrichtung verwendeten Laser
strahls ansprechen. Beide Sensoren 20, 21 weisen von dem Ende
der Aufnahme 13 den gleichen axialen Abstand auf. Sie sind
mit einer in der Vorrichtung angeordneten Elektronik 11
verbunden, die gleichzeitig auch noch ein Zeitglied für den
Betrieb der Vorrichtung aufweist. Im Normalzustand, der in
Fig. 1 dargestellt ist, sind die beiden Zahnräder 10, 14
durch das Zahnrad 18 der Kupplungseinrichtung 16 miteinander
verbunden. Sobald der Laserstahl auf einen der beiden Sen
soren 20, 21 auf trifft, schaltet die Elektronik den Elektro
motor 15 ein, der seine Stromversorgung von den Batterien 4
erhält. Der Elektromotor zieht die Schaltwalze 17 nach oben
gegen die Wirkung der Feder 19. Das Zahnrad 18 gelangt ausser
Eingriff mit dem der Eingangswelle 7 zugeordneten Zahnrad 10.
Nach einer bestimmten durch die Elektronik festgelegten Zeit
wird der Servomotor von der Zugfeder 19 in Ausgangsposition
gebracht, so dass das Zahnrad 18 wieder in Eingriff mit dem
Zahnrad 10 gelangt.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung wird fol
gendermassen verwendet. Das Vorsatzgerät wird mit seinem An
satz 8 in ein Bohrfutter eines Schraubers eingespannt. Der
Schrauberbit wird in die Aufnahme 13 an dem gegenüberliegen
den Ende der Vorrichtung eingesetzt. Zum Montieren einer
horizontalen Deckenplatte wird nun eine Schraube verwendet,
die mit der Vorrichtung eingeschraubt wird. Die Bezugsebene
wird durch einen rotierenden oder einen hin- und herschwen
kenden Laserstrahl definiert. Sobald beim Einschrauben die
Vorrichtung eine solche Position erhält, dass die Sensoren
20, 21 in der Ebene des Laserstrahls liegen, wird die Kupp
lungseinrichtung 16 in der beschriebenen Weise ausgerückt.
Der Antrieb stoppt, auch wenn die Bohrmaschine bzw. der
Elektroschrauber weiter läuft. Der Benutzer merkt das Anhal
ten sofort. Er weiss, dass er die korrekte Position erreicht
hat. Er setzt das Gerät von der Schraube ab und wendet sich
der nächsten Stelle zu, wo er eine Schraube einschrauben
will. Wenn er so weit ist, dass er die nächste Schraube ein
schrauben kann, hat das Zeitglied die Kupplungseinrichtung
wieder eingerückt, so dass er ohne weiteres weiterarbeiten
kann.
Die Erfindung wurde anhand eines Beispiels beschrieben, bei
dem die Vorrichtung als Vorsatzgerät ausgebildet ist. Die
Vorrichtung kann natürlich auch in einem Gerät eingebaut
sein, dass einen Schrauberantrieb enthält.
Die Vorrichtung kann auch bei anderen Arten von Vorschub
bewegungen verwendet werden, beispielsweise bei schlagenden
Vorschubbewegungen.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Unterbrechung einer Vorschubbewe
gung eines Werkzeugs an einer durch einen quer zur
Vorschubrichtung verlaufenden Strahl bestimmten
Stelle, mit
- 1. 1.1 einem Eingang (7), der
- 1. 1.1.1 mit einem Antrieb zur Erzeugung der Vorschubbewe gung verbindbar bzw. verbunden ist,
- 2. 1.2 einem Ausgang (12), der
- 1. 1.2.1 mit dem Eingang (7) mindestens während der Vor schubbewegung wirkverbunden ist und
- 2. 1.2.2 mit dem das Werkzeug in Eingriff steht,
- 3. 1.3 mindestens einem Sensor (20, 21) zum Erfassen des Stahls bei Erreichen der vorbestimmten Stelle, sowie mit
- 4. 1.4 einer Einrichtung zum Anhalten der Bewegung des
Ausgangs, die
- 1. 1.4.1 von dem Sensor (20, 21) ansteuerbar bzw. auslösbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Eingang
(7) und der Ausgang (12) ständig miteinander
wirkverbunden sind und die Anhalteeinrichtung auf
den Antrieb einwirkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ausgebildet als
Teil eines den Antrieb enthaltenden Gerätes.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ausgebildet als
Vorsatzgerät, das mit einem den Antrieb enthalten
den Gerät verbindbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der eine Verbin
dung zwischen dem Antrieb und der Anhalteeinrich
tung herstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5,
mit einer Kupplungseinrichtung (16) zwischen dem
Eingang (7) und dem Ausgang (12), die von der
Anhalteeinrichtung ansteuerbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, bei der die Anhalteeinrichtung nach Ablauf
einer bestimmten Zeit die Bewegung des Ausgangs
wieder ermöglicht.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, bei der die Vorschubbewegung ein Schraub
vorgang ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, bei der der Strahl ein Laserstrahl ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, mit zwei Sensoren (20, 21).
11. Verfahren zum Unterbrechen der Vorschubbewegung
eines Werkzeugs an einer bestimmten Stelle, bei
dem
- 1. 11.1 ein Strahl zur Definition einer quer zur Vorschub bewegung verlaufenden Bezugsfläche verwendet wird,
- 2. 11.2 das Werkzeug quer zur Bezugsfläche vorwärts bewegt und
- 3. 11.3 die Vorschubbewegung angehalten wird, sobald das Werkzeug die Bezugsfläche erreicht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem ein um eine
ortsfeste Achse rotierender bzw. schwenkender
Strahl verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem das
Erreichen der Bezugsfläche durch einen Sensor (20,
21) festgestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei
dem bei Erreichen der Bezugsfläche eine die Vor
schubbewegung ermöglichende Kupplung (16) ausge
rückt wird.
Priority Applications (2)
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ID=7666802
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