DE102009007977B4 - Hand tool with rotation rate sensor - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Anzeigen einer Winkelabweichung (δ) zwischen einer Werkzeugachse (A) einer Handwerkzeugmaschine (HM) und einer zum Arbeiten vorgesehenen Arbeitsfläche (AF),
- wobei zumindest ein Drehratensensor (GH, GQ, GA) in der Handwerkzeugmaschine (HM) zur Erfassung eines Drehwinkels (φH, φQ, φA) der Handwerkzeugmaschine (HM) angeordnet ist,
- wobei zumindest eine Außenseite (F1-F4) des Gehäuses (G) zum Abtasten der räumlichen Lage der Arbeitsfläche (AF) in einer Kalibrierstellung vorgesehen ist,
- wobei die Arbeitsfläche (AF) durch berührungsbehaftetes, paralleles Anlegen der jeweiligen Außenseite (F1-F4) des Gehäuses (G) an die vorgesehene, vorzugsweise plane Arbeitsfläche (AF) abgetastet wird,
- wobei die Flächennormale (n1-n4) der jeweiligen Außenseite (F1-F4) um einen konstruktiv vorgegebenen Drehwinkelversatz (α) zur Werkzeugachse (A) gedreht angeordnet ist,
- wobei die Werkzeugachse (A) der Handwerkzeugmaschine (HM) in der Kalibrierstellung zur vorgesehenen Arbeitsfläche (AF) ausgerichtet wird,
- wobei in der Kalibrierstellung ein aktueller Drehwinkelwert (ΦH, ΦQ, ΦA) erfaßt wird.

Figure DE102009007977B4_0000
Method for displaying an angular deviation (δ) between a tool axis (A) of a handheld power tool (HM) and a work surface (AF) provided for working,
- Wherein at least one rotation rate sensor (GH, GQ, GA) in the hand tool (HM) for detecting a rotation angle (φH, φQ, φA) of the power tool (HM) is arranged,
- Wherein at least one outer side (F1-F4) of the housing (G) is provided for scanning the spatial position of the work surface (AF) in a calibration position,
- Wherein the work surface (AF) is scanned by contacting, parallel application of the respective outer side (F1-F4) of the housing (G) to the intended, preferably plane working surface (AF),
- Wherein the surface normal (n 1 -n 4 ) of the respective outer side (F1-F4) is arranged rotated about a constructive rotation angle offset (α) to the tool axis (A),
- The tool axis (A) of the power tool (HM) is aligned in the calibration position to the intended work surface (AF),
- In the calibration position, a current rotational angle value (ΦH, ΦQ, ΦA) is detected.
Figure DE102009007977B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzeigen einer Winkelabweichung zwischen einer Werkzeugachse einer Handwerkzeugmaschine und einer zum Arbeiten vorgesehenen Arbeitsfläche. Die Handwerkzeugmaschine ist insbesondere eine Bohrmaschine, ein Bohrhammer, ein Bohrmeißel, ein (Akku-)Schrauber und dergleichen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Handwerkzeugmaschine mit einem Gehäuse und mit einer Aufnahme für ein Werkzeug. Schließlich betrifft die Erfindung ein Anzeigemodul zur Befestigung an einer Handwerkzeugmaschine.The invention relates to a method for displaying an angular deviation between a tool axis of a hand tool and a working surface provided for working. The hand tool is in particular a drill, a hammer drill, a drill bit, a (cordless) screwdriver and the like. Furthermore, the invention relates to a hand tool with a housing and with a receptacle for a tool. Finally, the invention relates to a display module for attachment to a hand tool.

Aus der WO 2006/020571 A2 ist eine Handwerkzeugmaschine mit einer mit dem Gehäuse verbundenen Bewegungsdetektionseinheit bekannt, welche rotatorische sowie lineare Bewegungen des Gehäuses erfasst. Die Bewegungsdetektionseinheit umfasst vorzugsweise einen Beschleunigungssensor und ein Gyroskop. Zwei sich kreuzförmiq schneidende LED-Reihen an der Gehäuseaußenseite dienen zur Anzeige einer entsprechenden Winkelabweichung. Bei einer dortigen Ausführungsform kann durch Drücken eines Tasters eine Referenzstartposition der Bewegungsdetektionseinheit erfasst werden. Nach dem Drücken wird die aktuelle Position relativ zu der Referenzstartposition angezeigt. Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Display entfernbar an der Handwerkzeugmaschine angebracht werden oder als separate Einheit ausgeführt sein.From the WO 2006/020571 A2 is a hand tool with a device connected to the housing motion detection unit is known, which detects rotational and linear movements of the housing. The motion detection unit preferably includes an acceleration sensor and a gyroscope. Two cross-shaped LED rows on the outside of the housing serve to indicate a corresponding angular deviation. In a local embodiment, a reference start position of the movement detection unit can be detected by pressing a button. After pressing, the current position relative to the reference start position is displayed. According to a further embodiment, the display can be removably attached to the hand tool or be designed as a separate unit.

In der DE 10037019 A1 ist eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Richtung einer Bohrachse einer Handbohrmaschine beschrieben. Die Vorrichtung wird mit einem an der Bohrmaschine anbringbaren Neigungssensor ausgebildet, der ein Signal an eine elektronische Signalverarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Mikroprozessor, abgibt, die das Signal erfasst, verarbeitet und an eine Anzeige weiterleitet. So wird eine Kontrolle der Neigung der Handbohrmaschine und eine während des Bohrens ablesbare Anzeige erreicht.In the DE 10037019 A1 a device for controlling a direction of a drilling axis of a hand drill is described. The device is formed with an attachable to the drill inclination sensor which emits a signal to an electronic signal processing device, such as a microprocessor, which detects the signal, processed and forwarded to a display. Thus, a control of the inclination of the hand drill and a readable during drilling display is achieved.

Aus der DE 102004046000 A1 ist ein Elektrowerkzeug bekannt, das ein Lage- und Orientierungserfassungssystem mit einer Datenverarbeitungseinheit und mindestens einem Beschleunigungssensor und/oder Drehratensensor aufweist, das mindestens zur Drehratenerfassung, zur Drehratenüberwachung, zur Bestimmung einer Vibrationsdosis, zur Positionserfassung, zur Positionsüberwachung, zur Diebstahlsicherung, zur Drehwinkelerfassung, zur Drehwinkelüberwachung, zur Neigungsmessung, zum Ein- und/oder Ausschalten des Werkzeugs oder zum Freigeben einer zeitabhängigen Benutzung verwendet wird.From the DE 102004046000 A1 a power tool is known, which has a position and orientation detection system with a data processing unit and at least one acceleration sensor and / or rotation rate sensor, at least for rotation rate detection, rotation rate monitoring, for determining a vibration dose, for position detection, for position monitoring, anti-theft, for detecting the rotation angle, for Rotation angle monitoring, for inclination measurement, for switching on and / or off the tool or for enabling a time-dependent use is used.

Aus der DE 19851562 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die in Handbohrmaschinen eingebaut oder nachträglich angebracht werden kann und das Bohren eines waagrechten Loches beim Freihandbohren ermöglicht.From the DE 19851562 A1 a device is known which can be installed in hand drills or retrofitted and allows the drilling of a horizontal hole during free-hand drilling.

Aus der US 7447565 B2 ist ein elektronisches Ausrichtungssystem bekannt. Das System weist mindestens zwei Beschleunigungssensoren auf, die in der Vorrichtung so montiert sind, dass die Beschleunigungssensoren zueinander senkrecht stehen. Eine elektrische Verbindung verbindet die Beschleunigungssensoren, eine Rechen- und Verarbeitungsvorrichtung, eine Speichervorrichtung, eine Rückmeldevorrichtung und eine Stromquelle. Ein dreiachsiger Bezugsrahmen dient als Grundlage für das Bestimmen des Drehwinkels der Vorrichtung um eine Achse. Zur Bestimmung eines ersten Drehwinkels sind zwei Beschleunigungssensoren erforderlich. Das Hinzufügen eines dritten Beschleunigungssensors ermöglicht die Berechnung eines zweiten Drehwinkels. Abstandssensoren können den Abstand zu einem Werkstück bestimmen. Gyroskope können auch einen dritten Drehwinkel bestimmen.From the US 7447565 B2 An electronic alignment system is known. The system has at least two acceleration sensors, which are mounted in the device so that the acceleration sensors are mutually perpendicular. An electrical connection connects the acceleration sensors, a computing and processing device, a memory device, a feedback device, and a power source. A three-axis reference frame serves as the basis for determining the rotation angle of the device about an axis. To determine a first angle of rotation, two acceleration sensors are required. The addition of a third acceleration sensor allows the calculation of a second rotation angle. Distance sensors can determine the distance to a workpiece. Gyroscopes can also determine a third angle of rotation.

Mit Handwerkzeugmaschinen sind vorzugsweise elektrisch betriebene, in der Hand haltbare Maschinen gemeint. Solche Maschinen sind z.B. Bohrmaschinen, Bohrhämmer, Bohrmeißel, Bohrschrauber, Winkelschleifer, Stichsägen, Handkreissägen, Fuchsschwänze und dergleichen. Sie weisen üblicherweise einen Elektromotor oder Elektromagneten auf. Die elektrische Speisung kann über einen Akkumulator oder kabelgebunden über das Stromnetz erfolgen. Alternativ können die Handwerkzeugmaschinen pneumatisch oder auch manuell angetrieben sein.With hand tool machines are preferably meant electrically powered, hand-held machines. Such machines are e.g. Drills, rotary hammers, drill bits, drill drivers, angle grinders, jigsaws, circular saws, fox tails and the like. They usually have an electric motor or electromagnet. The electrical supply can be done via an accumulator or wired via the mains. Alternatively, the hand tool machines can be driven pneumatically or manually.

Ein bekanntes Problem ist die rechtwinklige, das heißt die orthogonale Ausrichtung eines Werkzeugs der Handwerkzeugmaschine zu einer zum Arbeiten vorgesehenen Arbeitsfläche sowie die anschließend auszuführende Arbeit mit der Handwerkzeugmaschine selbst. Ein wohlbekannter und zugleich problematischer Fall ist das rechtwinklige Bohren eines Lochs mit einer Bohrmaschine in eine Wand. In den meisten Fällen verläuft das gebohrte Loch nicht genau rechtwinklig zur Wand. Mit anderen Worten verlaufen die Längsmittelachse des Bohrlochs und die Flächennormale der Arbeitsfläche nicht parallel zueinander.A well-known problem is the orthogonal, that is the orthogonal alignment of a tool of the power tool to a work surface intended for working and the work subsequently to be performed with the power tool itself. A well-known and at the same time problematic case is drilling a hole with a drill into a wall , In most cases, the drilled hole is not exactly perpendicular to the wall. In other words, the longitudinal central axis of the borehole and the surface normal of the working surface are not parallel to one another.

Zur Vermeidung dieses Problems ist es bekannt, eine Röhrenlibelle an der Handwerkzeugmaschine anzubringen. Dadurch ist eine Anzeige einer Winkelabweichung zwischen der Werkzeugachse, das heißt im vorliegenden Beispiel der Bohrerachse, und einer senkrechten Wand als Arbeitsfläche zumindest nur in Bezug auf die vertikale Ausrichtung des Bohrers möglich. Allerdings lassen sich seitliche Winkelabweichungen, das heißt Abweichungen nach links und rechts, nicht beheben. Bei geneigten Wänden, wie z.B. in Dachschrägen, ist das Einbringen eines rechtwinkligen Lochs mit den auf dem Wasserwaagenprinzip basierenden Libellen noch weniger möglich.To avoid this problem, it is known to attach a tube level to the hand tool. Thereby, an indication of an angular deviation between the tool axis, that is in the present example, the drill axis, and a vertical wall as a work surface, at least only with respect to the vertical orientation of the drill possible. However, lateral angle deviations, ie deviations to the left and right, can not be eliminated. For sloping walls, such as in pitched roofs, the introduction is a rectangular hole with the spirit level based dragonflies even less possible.

Letzteres Problem lässt sich beheben, indem ein an der Bohrmaschine angebrachter bzw. anbringbarer „Bohrständer“ verwendet wird. Hierzu wird dessen Bodenfläche auf die vorgesehene, vorzugsweise plane Arbeitsfläche aufgesetzt. Allerdings ist diese Vorrichtung schwer, unhandlich und sehr teuer. Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der britischen Offenlegungsschrift GB 2 294 653 A bekannt.The latter problem can be overcome by using a drill stand mounted on the drill. For this purpose, its bottom surface is placed on the intended, preferably plane work surface. However, this device is heavy, unwieldy and very expensive. Such a device is for example from the British patent application GB 2 294 653 A known.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein besonders einfaches Verfahren zum Anzeigen einer von der räumlichen Lage der vorgesehenen Arbeitsfläche unabhängigen, aktuellen Winkelabweichung zwischen der Werkzeugachse und einer zuvor festgelegten räumlichen Ausrichtung des Werkzeugs der Handwerkzeugmaschine anzugeben.It is therefore an object of the invention to provide a particularly simple method for displaying an actual angular deviation between the tool axis and a previously defined spatial orientation of the tool of the hand tool, independent of the spatial position of the intended work surface.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Handwerkzeugmaschine anzugeben, welche auf besonders einfache Weise ein rechtwinkliges Ausrichten des Werkzeugs auch während der Arbeit mit der Handwerkzeugmaschine in Bezug auf die vorgesehene Arbeitsfläche ermöglicht.It is a further object of the invention to provide a corresponding hand tool machine, which allows in a particularly simple manner a right-angled alignment of the tool during work with the hand tool in relation to the intended work surface.

Schließlich ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Anzeigemodul zur (nachträglichen) Befestigung an einer Handwerkzeugmaschine anzugeben.Finally, it is an object of the invention to provide a corresponding display module for (subsequent) attachment to a hand tool.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Verfahrensvarianten angegeben. Im Anspruch 4 sind geeignete Anwendungen des Verfahrens genannt. Im Anspruch 5 ist eine geeignete Handwerkzeugmaschine angegeben. In den abhängigen Ansprüchen 6 bis 8 sind vorteilhafte Ausführungsformen der Handwerkzeugmaschine genannt.The object is achieved by a method having the features of patent claim 1. In the dependent claims 2 and 3 advantageous method variants are given. In claim 4 suitable applications of the method are mentioned. In claim 5, a suitable hand tool is specified. In the dependent claims 6 to 8 advantageous embodiments of the power tool are mentioned.

Erfindungsgemäß ist zumindest ein Drehratensensor in der Handwerkzeugmaschine zur Erfassung eines Drehwinkels der Handwerkzeugmaschine angeordnet. Es wird die Werkzeugachse der Handwerkzeugmaschine in einer Kalibrierstellung zur vorgesehenen Arbeitsfläche ausgerichtet und ein aktueller Drehwinkelwert als Referenzwert gespeichert. Es wird dann fortlaufend ein aktuell erfasster Drehwinkelwert mit dem Referenzwert verglichen und das Vergleichsergebnis als Maß der Winkelabweichung angezeigt.According to the invention, at least one rotation rate sensor is arranged in the handheld power tool for detecting a rotation angle of the handheld power tool. The tool axis of the handheld power tool is aligned in a calibration position to the intended work surface and a current rotational angle value is stored as the reference value. It is then continuously compared a currently detected rotation angle value with the reference value and displayed the comparison result as a measure of the angular deviation.

Mit „Werkzeugachse“ ist im Falle einer Bohrmaschine, eines Bohrhammers, eines Bohrmeißels oder eines Schraubers die Drehachse der Werkzeugaufnahme, insbesondere die des Bohrfutters, gemeint. Die Werkzeugachse ist im Falle einer Stichsäge oder eines Fuchsschwanzes die Pendelachse und im Falle eines Winkelschleifers oder einer Handkreissäge die Drehachse der Aufnahme für die Trennscheibe bzw. für das Sägeblatt.By "tool axis" in the case of a drill, a hammer drill, a drill bit or a screwdriver, the axis of rotation of the tool holder, in particular that of the drill chuck, meant. The tool axis is in the case of a jigsaw or a foxtail the pendulum axis and in the case of an angle grinder or a circular saw the axis of rotation of the recording for the cutting disc or for the saw blade.

Mit „Arbeitsfläche“ ist typischerweise eine mehr oder weniger ebene Wand, wie z.B. eine Mauer oder Holzwand, die Zimmerdecke, eine Dachschräge, der Fußboden, eine Straße oder eine andere, zu bearbeitende ebene Fläche bezeichnet, wie z.B. eine Holz-, Eisen- oder Steinplatte.By "work surface" is typically a more or less flat wall, such as a wall. a wall or wooden wall, the ceiling, a sloping roof, the floor, a street or other flat surface to be worked on, e.g. a wooden, iron or stone slab.

Der Drehwinkel und die Winkelabweichung sind im Falle nur einer erfassten Raumrichtung jeweils eine skalare Größe, z.B. ein Gradwert. In den beiden anderen Fällen können der Drehwinkel und die Winkelabweichung als Drehwinkelvektor oder Winkelabweichungsvektor betrachtet werden, die jeweils zwei oder drei skalare Größen bzw. raumrichtungsbezogene Gradwerte aufweisen.The angle of rotation and the angle deviation are in each case a scalar quantity, in the case of only one detected spatial direction, e.g. a degree value. In the other two cases, the angle of rotation and the angle deviation may be considered as a rotation angle vector or an angle deviation vector, each having two or three scalar quantities or space-direction-related degrees.

Mit „Drehratensensor“ ist ein Sensor zur Messung der Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit eines Körpers in einer Raumrichtung gemeint. Durch zeitliche Integration der Winkelgeschwindigkeit wird der Drehwinkel des Körpers im Raum abgeleitet. Die Integration kann im Drehratensensor selbst erfolgen oder davon getrennt in einer nachgeschalteten Steuereinheit.By "rotation rate sensor" is meant a sensor for measuring the rotational or angular velocity of a body in a spatial direction. By temporal integration of the angular velocity of the rotation angle of the body is derived in space. The integration can take place in the rotation rate sensor itself or separately in a downstream control unit.

Kernidee der Erfindung ist, dass durch die Anzeige der aktuellen Winkelabweichung von einer idealen, kalibrierten räumlichen Lage der Handwerkzeugmaschine ein winkelgenaues Arbeiten mit der Handwerkzeugmaschine, das heißt in der Arbeitsfläche möglich ist.The core idea of the invention is that by displaying the current angular deviation from an ideal, calibrated spatial position of the handheld power tool, an angularly accurate working with the handheld power tool, that is in the work surface, is possible.

Für den Fall einer Bohrmaschine ist bei einer vorherigen, z.B. rechtwinkligen Ausrichtung des Bohrers das Bohren eines in Bezug auf die Arbeitsfläche, wie z.B. einer Betonwand, entsprechenden rechtwinkligen Lochs möglich. Die Längsrichtung des gebohrten Lochs verläuft dann parallel zur Flächennormalen der Arbeitsfläche bzw. der Betonwand. In entsprechender Weise kann bei einer vom rechten Winkel abweichenden, schrägen Ausrichtung ein entsprechend schräges Loch in die Wand gebohrt werden. Gleiches gilt für die Stichsäge, für den Fuchsschwanz, für den Winkelschleifer, für die Kreissäge oder z.B. für ein Multifunktionsgerät auf Oszillationsbasis als Handwerkzeugmaschine.In the case of a drill, a previous, e.g. orthogonal alignment of the drill, drilling one with respect to the work surface, e.g. a concrete wall, corresponding rectangular hole possible. The longitudinal direction of the drilled hole then runs parallel to the surface normal of the working surface or the concrete wall. In a corresponding manner, a corresponding oblique hole can be drilled in the wall at a deviating from the right angle, oblique orientation. The same applies to the jigsaw, the foxtail, the angle grinder, the circular saw or e.g. for an oscillating-based multifunction device as a handheld power tool.

Die zuvor beschriebenen Drehratensensoren basieren auf zwei Messprinzipien. Das erste Messprinzip basiert auf der Coriolis-Kraft, die auf jeden beschleunigten Körper in einem rotierenden Bezugssystem wirkt. Die Coriolis-Kraft ist dabei eine Schein- oder Trägheitskraft. Das zweite Messprinzip basiert auf dem sogenannten Sagnac-Effekt, welcher z.B. bei einem Ringlaser Anwendung findet. Die Bestimmung der Drehrate erfolgt durch Auswerten von optischen Interferenzen, die sich auf aufgrund von Phasenverschiebungen in den Lichtlaufzeiten in einem Ringlaser ergeben.The rotation rate sensors described above are based on two measurement principles. The first measurement principle is based on the Coriolis force acting on each accelerated body in a rotating reference frame. The Coriolis force is a fake or inertial force. The second measuring principle is based on the so-called Sagnac effect, which is used eg in a ring laser. The The rate of rotation is determined by evaluating optical interferences resulting from phase shifts in the light propagation times in a ring laser.

Es können ein, zwei oder drei Drehratensensoren zur Erfassung eines Drehwinkels jeweils für eine Raumrichtung vorgesehen sein. Im Falle des Vorhandenseins von drei Drehratensensoren ist eine Erfassung der räumlichen Lage der Handwerkzeugmaschine im Sinne eines Kreiselinstruments möglich. Die Drehratensensoren sind vorzugsweise orthogonal zueinander angeordnet.One, two or three rotation rate sensors for detecting a rotation angle can be provided in each case for one spatial direction. In the case of the presence of three rotation rate sensors a detection of the spatial position of the power tool in the sense of a rotary instrument is possible. The rotation rate sensors are preferably arranged orthogonal to one another.

Insbesondere ist der Drehratensensor ein Vibrationskreisel. Bei einem solchen Vibrationskreisel handelt es sich um ein mikromechanisch realisiertes Bauelement, das ein schwingfähiges Mikrosystem (MEMS-System), beispielsweise einen Schwingquarz, aufweist. Wird bei einem solchen Mikrosystem der Schwingquarz senkrecht zu einer Auslenkungsrichtung mit einer Winkelgeschwindigkeit gedreht, so wirkt senkrecht auf dieses die Coriolis-Kraft ausgeübt. Eine dadurch hervorgerufene Verzerrung kann kräftemäßig von einem piezoelektrischen Aufnehmer detektiert werden. Aus dem Aufnehmersignal kann dann ein Drehratensignal gebildet werden und dann aus diesem mittels Integration ein Drehwinkelwert ermittelt werden.In particular, the rotation rate sensor is a vibratory gyroscope. Such a vibratory gyroscope is a micromechanically implemented component which has an oscillatable microsystem (MEMS system), for example a quartz oscillator. In such a microsystem, when the quartz crystal is rotated perpendicular to a deflection direction at an angular velocity, the Coriolis force acts perpendicularly thereto. A distortion caused thereby can be detected by a piezoelectric transducer in terms of power. From the pickup signal, a yaw rate signal can then be formed and then a rotational angle value can be determined from this by means of integration.

Ein solcher Vibrationskreisel ist z.B. ein der „Gyro Sensor“ vom Typ XV3500 der Fa. Epson. Er weist als hermetisch gekapseltes, integriertes SMD-Bauelement äußerst kleine Abmessungen von nur 5 mm x 3,2 mm x 2,3 mm auf. Ein solches Bauelement kann auf besonders kompakte Weise auf einer Leiterplatte im Inneren der Handwerkzeugmaschine integriert sein oder auf einer bereits vorhandenen Leiterplatte einer elektronischen Steuereinheit für die Handwerkzeugmaschine mit integriert sein. Dieser beispielhafte, kostenmäßig günstige „Gyro Sensor“ weist eine Winkelabweichung von nur 10° pro Stunde auf. Derartige geringe zeitliche Abweichungen sind für das erfindungsgemäße Verfahren ohne Belang.Such a vibratory gyroscope is e.g. one of the "Gyro Sensor" type XV3500 from Epson. As a hermetically sealed, integrated SMD component, it has extremely small dimensions of only 5 mm x 3.2 mm x 2.3 mm. Such a component can be integrated in a particularly compact manner on a printed circuit board in the interior of the portable power tool or be integrated on an already existing printed circuit board of an electronic control unit for the portable power tool. This exemplary, inexpensive "gyro sensor" has an angular deviation of only 10 ° per hour. Such small deviations in time are irrelevant to the method according to the invention.

Prinzipiell können als Drehratensensoren, die auf dem Coriolis-Kraft-Prinzip basieren, auch sogenannte „Dynamically Tuned Gyros“ (DTG) mit Messfehlern von weniger als 1° pro Stunde eingesetzt werden.In principle, gyroscope sensors based on the Coriolis force principle can also use so-called "Dynamically Tuned Gyros" (DTG) with measurement errors of less than 1 ° per hour.

Nach einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante ist zumindest eine im Wesentlichen plane Außenseite des Gehäuses zum Abtasten der räumlichen Lage der Arbeitsfläche in der Kalibrierstellungvorgesehen. Es ist die Flächennormale der jeweiligen Außenseite um einen konstruktiv vorgegebenen Drehwinkelversatz zur Werkzeugachse gedreht angeordnet. Es wird der in der Kalibrierstellung erfasste Drehwinkelwert um den jeweiligen Drehwinkelversatz korrigiert und als Referenzwert gespeichert. Die anzuzeigende Winkelabweichung wird in einer Arbeitsstellung der Handwerkzeugmaschine minimal, wenn die Werkzeugachse rechtwinklig zur Arbeitsfläche ausgerichtet wird.According to a particularly advantageous variant of the method, at least one substantially planar outside of the housing is provided for scanning the spatial position of the working surface in the calibration position. It is arranged the surface normal of the respective outer side rotated by a constructive rotation angle offset to the tool axis. The rotational angle value detected in the calibration position is corrected by the respective rotational angle offset and stored as a reference value. The angular deviation to be displayed becomes minimal in a working position of the portable power tool when the tool axis is aligned at right angles to the work surface.

Vorzugsweise wird die mehr oder weniger plane, zum Arbeiten oder Bearbeiten vorgesehene ausgewählte Arbeitsfläche durch berührungsbehaftetes, paralleles Anlegen der jeweiligen Außenseite des Gehäuses abgetastet. Mit Anlegen kann zugleich ein Taster betätigt werden, dessen Schaltsignal von einer Steuereinheit ausgewertet wird. Mit Eintreffen des Schaltsignals und gegebenenfalls nach Abwarten einer Beruhigungszeit kann dann der aktuelle Drehwinkelwert erfasst und gespeichert werden. Der Taster kann berührungsbehaftet oder berührungslos ausgebildet sein. Im ersten Fall handelt es sich um einen mechanischen Taster. Im letzten Fall z.B. um eine Reflexlichtschranke.Preferably, the more or less planar, intended for working or editing selected working surface is scanned by touch-applied, parallel application of the respective outer side of the housing. By applying a button can be operated at the same time, the switching signal is evaluated by a control unit. With the arrival of the switching signal and, if necessary, after waiting for a settling time, the current angle of rotation value can then be recorded and stored. The button can be touch-sensitive or contactless. In the first case, it is a mechanical button. In the latter case, e.g. around a reflex light barrier.

Die Anzeige kann visuell, akustisch oder haptisch erfolgen. Im einfachsten Fall sind an der Oberseite der Handwerkzeugmaschine mehrere LEDs angeordnet, welche die entsprechende Winkelabweichung zumindest qualitativ anzeigen. Die Anzeige der Winkelabweichung kann nur für eine Richtung oder auch für zwei zueinander orthogonale Richtungen erfolgen. In diesem Fall kann die Winkelabweichung als Vektor betrachtet werden. Für den Fall der Bohrmaschine bedeutet dies, dass Winkelabweichungen in Bezug auf Drehungen bzw. Schwenkbewegungen der Bohrmaschine um die Bohrerspitze nach links und rechts und/oder nach oben und unten angezeigt werden können. Die LEDs können auf einer Leiterplatte im Inneren der Handwerkzeugmaschine angeordnet sein und durch ein transparentes Teil des Kunststoffgehäuses „hindurchleuchten“. Alternativ kann z.B. ein LCD- oder OLED-Display zur optischen Anzeige verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeige der Winkelabweichung akustisch erfolgen. Das Maß der Winkelabweichung kann z.B. durch die Tonhöhe oder durch die Lautstärke angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeige der Winkelabweichung haptisch bzw. taktil erfolgen, wie z.B. im Bereich des Handgriffs.The display can be visual, audible or haptic. In the simplest case, a plurality of LEDs are arranged on the upper side of the handheld power tool, which indicate the corresponding angular deviation at least qualitatively. The display of the angular deviation can be made only for one direction or for two mutually orthogonal directions. In this case, the angle deviation can be considered as a vector. In the case of the drill, this means that angular deviations with respect to rotations of the drill around the bit can be displayed to the left and right and / or up and down. The LEDs can be arranged on a printed circuit board in the interior of the portable power tool and "shine through" through a transparent part of the plastic housing. Alternatively, e.g. an LCD or OLED display can be used for visual display. Alternatively or additionally, the indication of the angular deviation can be made acoustically. The degree of angular deviation may e.g. be indicated by the pitch or by the volume. Alternatively or additionally, the indication of the angular deviation may be haptic or tactile, e.g. in the area of the handle.

Der besondere Vorteil bei dieser Variante ist, dass eine zumeist sowieso vorhandene Außenseite der Handwerkzeugmaschine für die Kalibrierung verwendet werden kann. Diese Außenseite muss nicht notwendigerweise plan sein. Wesentlich ist, dass sie eine kippfreie bzw. eine nahezu kippfreie Abtastung der zu erfassenden, üblicherweise gleichfalls ebenen Arbeitsfläche ermöglicht. Das heißt sie kann beispielsweise drei noppenförmige Erhebungen aufweisen, welche an die Arbeitsfläche angelegt werden. Eine dieser Noppen kann zugleich ein Taster zur Erfassung eines aktuellen Drehwinkelwertes sein. Die Außenseite kann alternativ zwei, vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Stege oder Leisten aufweisen, welche gleichfalls eine Fläche aufspannen. Im einfachsten Fall ist diese Fläche plan.The particular advantage of this variant is that a mostly existing anyway outside of the power tool can be used for calibration. This outside does not necessarily have to be flat. It is essential that it allows a tilt-free or a virtually tilt-free scanning of the usually flat work surface to be detected. That is, it may, for example, have three knob-shaped elevations, which are applied to the work surface. One of these nubs can also be a button for detecting a current angle of rotation value. The Outer side may alternatively have two, preferably mutually parallel webs or strips, which also span a surface. In the simplest case, this surface is flat.

Im Falle einer Bohrmaschine kann die Außenfläche z.B. die Oberseite, eine Seitenfläche oder die Außenseite einer Seitenstütze für die Bohrmaschine sein. Weist eine solche Handwerkzeugmaschine einen an der Unterseite des Handgriffs ansteckbaren Akkumulator auf, so kann die typischerweise ebene Unterseite des Akkumulators besonders vorteilhaft zum Abtasten der Arbeitsfläche verwendet werden. Da der räumliche Drehwinkelversatz zwischen der zur Abtastung vorgesehenen Außenfläche und der Werkzeugachse konstruktiv vorgegeben ist, ist eine virtuelle, räumliche Drehung des erfassten Drehwinkels der Arbeitsfläche, das heißt deren räumliche Lage, um diesen Drehwinkelversatz rechnerisch möglich. Die entsprechende Außenfläche ist dabei vorzugsweise durch ihre Flächennormale repräsentiert.In the case of a drill, the outer surface may e.g. the top, a side surface or the outside of a side support for the drill. If such a handheld power tool has a battery which can be attached to the underside of the handle, then the typically flat underside of the rechargeable battery can be used particularly advantageously for scanning the work surface. Since the spatial rotation angle offset between the outer surface provided for scanning and the tool axis is structurally predetermined, a virtual, spatial rotation of the detected rotation angle of the work surface, that is their spatial position, is mathematically possible about this rotation angle offset. The corresponding outer surface is preferably represented by its surface normal.

Alternativ kann der in der Kalibrierstellung erfasste Drehwinkel als Referenzwert gespeichert werden. Es kann anschließend fortlaufend ein aktuell erfasster Drehwinkelwert erst um den jeweiligen Drehwinkelversatz korrigiert und dann mit diesem Referenzwert verglichen werden.Alternatively, the rotation angle detected in the calibration position can be stored as a reference value. It is subsequently possible to continuously correct a currently detected angle of rotation value by the respective angle of rotation offset and then to compare it with this reference value.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum rechtwinkligen Bohren, Meißeln, Fräsen oder Schrauben mit einer Handwerkzeugmaschine in einer zum Arbeiten vorgesehenen, insbesondere planen Arbeitsfläche mittels eines entsprechenden, in der Handwerkzeugmaschine aufgenommenen, entlang der Werkzeugachse ausgerichteten Werkzeugs anwendbar.The inventive method is particularly applicable for rectangular drilling, chiselling, milling or screwing with a hand tool in an intended, in particular plan working surface by means of a corresponding, recorded in the power tool aligned along the tool axis tool.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einer Handwerkzeugmaschine gelöst, die ein Gehäuse und eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Werkzeugs aufweist. Die Handwerkzeugmaschine ist insbesondere eine Bohrmaschine, ein Bohrhammer, ein Bohrmeißel, ein Schrauber oder dergleichen.The object of the invention is further achieved with a hand tool, which has a housing and a tool holder for receiving a tool. The hand tool is in particular a drill, a hammer drill, a drill bit, a screwdriver or the like.

Die Handwerkzeugmaschine kann weiterhin eine Stichsäge sein. Dadurch kann ein Verdrehen der Stichsäge um ihre Hochachse erfasst und anzeigt werden. In diesem Fall ist z.B. nur ein Vibrationskreisel zur Erfassung des Drehwinkels um die Hochachse bzw. Werkzeugachse als Drehratensensor ausreichend, um einen geradlinigen Schnitt in Schnittrichtung zu erzielen.The hand tool can still be a jigsaw. As a result, a rotation of the jigsaw about its vertical axis can be detected and displayed. In this case, e.g. only one vibrating gyroscope for detecting the angle of rotation about the vertical axis or tool axis as yaw rate sensor sufficient to achieve a straight cut in the cutting direction.

Die Handwerkzeugmaschine kann weiterhin ein Fuchsschwanz sein. Dadurch kann ein Verdrehen bzw. seitliches Kippen des Fuchsschwanzes um seine Pendelachse erfasst und angezeigt werden. In diesem Fall ist gleichfalls nur ein Vibrationskreisel zur Erfassung des Drehwinkels um die Pendelachse als Werkzeugachse ausreichend, um einen vorzugsweise senkrechten oder vertikalen Schnitt auszuführen. Selbiges trifft auch auf eine kleine Kettensäge zu, wobei in diesem Fall die Längsachse des Schwertes die Werkzeugachse ist und Drehungen um diese erfasst und angezeigt werden.The hand tool can continue to be a foxtail. As a result, a twisting or lateral tilting of the foxtail about its pendulum axis can be detected and displayed. In this case, too, only one vibratory gyroscope for detecting the angle of rotation about the pendulum axis as a tool axis is sufficient to perform a preferably vertical or vertical section. The same applies to a small chain saw, in which case the longitudinal axis of the sword is the tool axis and rotations are detected and displayed around it.

Die Handwerkzeugmaschine kann weiterhin z.B. ein Winkelschleifer, eine Handkreissäge oder ein Multifunktionsgerät auf Oszillationsbasis sein. Dadurch kann ein Verdrehen oder Kippen des Winkelschleifers, der Handkreissäge oder des Multifunktionsgerätes quer zur Werkzeugachse, das heißt um eine radial zur Dreh- oder Schwingachse der Werkzeugaufnahme angeordnete Drehachse, erfasst und angezeigt werden. Hierzu ist ein Vibrationskreisel zur Erfassung solcher Verdrehungen im oder am Gehäuse der Handwerkzeugmaschine entsprechend ausgerichtet angeordnet. Eine vorherige Kalibrierung der Handwerkzeugmaschine vorausgesetzt, können dann vorzugsweise senkrechte oder waagrechte Schnitte bzw. Trennungen vorgenommen werden.The hand tool may continue to be e.g. be an angle grinder, a circular saw or an oscillator-based multifunction device. As a result, a rotation or tilting of the angle grinder, the portable circular saw or the multi-functional device transversely to the tool axis, that is to say about a rotational axis arranged radially to the axis of rotation or oscillation of the tool holder, are detected and displayed. For this purpose, a vibratory gyroscope for detecting such rotations in or on the housing of the power tool is arranged aligned accordingly. Provided a prior calibration of the power tool provided, then preferably vertical or horizontal cuts or separations can be made.

Die Aufgabe wird weiterhin mit einer Handwerkzeugmaschine gelöst, welche zumindest einen im oder am Gehäuse angeordneten Drehratensensor zur Erfassung eines Drehwinkels der Handwerkzeugmaschine aufweist. Das Gehäuse ist vorzugsweise ein Kunststoffspritzgussteil. Die Handwerkzeugmaschine weist zudem eine Steuerelektronik zur Speicherung eines aktuell erfassten Drehwinkelwertes als Referenzwert auf eine benutzerseitige Eingabe auf. Sie weist weiterhin die Steuerelektronik zum anschließenden fortlaufenden Vergleich eines aktuell erfassten Drehwinkelwertes mit dem Referenzwert auf. Die Steuereinheit ist vorzugsweise ein Mikrocontroller. Ist bereits ein solcher in der Handwerkzeugmaschine vorhanden, um beispielsweise die Drehzahl für den Motor zu regeln, so kann auch dieser Mikrocontroller die Funktion der Steuereinheit mitausführen. Schließlich weist die Handwerkzeugmaschine eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Vergleichsergebnisses als Maß der Winkelabweichung auf. Die Anzeige der Winkelabweichung kann quantitativ, wie z.B. in Gradwerten, oder auch nur qualitativ erfolgen, um generell das Vorhandensein einer Abweichung anzuzeigen. Es können mehrere Abweichungsstufen angezeigt werden, wie z.B. nur eine Stufe, zwei oder mehrere Stufen.The object is further achieved with a hand tool, which has at least one arranged in or on the housing rotation rate sensor for detecting a rotation angle of the power tool. The housing is preferably a plastic injection molded part. The handheld power tool also has control electronics for storing a currently detected rotational angle value as a reference value to a user-input. It also has the control electronics for the subsequent continuous comparison of a currently detected rotational angle value with the reference value. The control unit is preferably a microcontroller. Is such a present in the power tool to control, for example, the speed of the motor, so this microcontroller can mitausführen the function of the control unit. Finally, the handheld power tool has a display device for displaying the comparison result as a measure of the angular deviation. The indication of angular deviation may be quantitative, e.g. in degrees, or even qualitatively, to generally indicate the presence of a deviation. Several levels of deviation can be displayed, such as only one step, two or more steps.

Vorzugsweise ist am Gehäuse der Handwerkzeugmaschine zumindest eine, zum Abtasten der räumlichen Lage einer Arbeitsfläche vorgesehene, vorzugsweise plane Außenseite ausgebildet oder ausgeformt, deren jeweilige Flächennormale um einen konstruktiv vorgegebenen Drehwinkelversatz zur Werkzeugachse gedreht angeordnet ist. Die Steuerelektronik weist vorzugsweise elektronische Speichermittel zum Speichern des jeweiligen Drehwinkelversatzes sowie Rechenmittel zum virtuellen Drehen des gespeicherten Referenzwertes um den zur benutzerseitig ausgewählten Außenseite zugehörigen Drehwinkelversatz auf, sodass die anzuzeigende Winkelabweichung minimal wird, wenn die Werkzeugachse rechtwinklig zur Arbeitsfläche ausgerichtet wird. Die Rechenmittel können z.B. Softwareroutinen aufweisen, um vektoralgebraische oder trigonometrische Funktionen auszuführen. Der Drehwinkelversatz kann auch als Vektor betrachtet, der die jeweilige vektorielle Flächennormale in einen Richtungsvektor der Werkzeugachse abbildet.Preferably, on the housing of the power tool at least one, designed for scanning the spatial position of a work surface, preferably planar outer side formed or formed, whose respective surface normal is arranged rotated about a structurally predetermined angular displacement to the tool axis. The control electronics preferably has electronic storage means for storing the respective rotational angle offset and computing means for the virtual Rotate the stored reference value around the rotational angle offset associated with the user-selected outside so that the angular deviation to be displayed becomes minimal when the tool axis is oriented perpendicular to the working surface. The computing means may include, for example, software routines for performing vector algebraic or trigonometric functions. The rotation angle offset can also be considered as a vector which maps the respective vectorial surface normal into a direction vector of the tool axis.

Nach einer Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine ist im Bereich der jeweiligen Außenseite des Gehäuses ein Eingabemittel, insbesondere einen Taster angeordnet, welches beim Anlegen der jeweiligen Außenseite an die abzutastende Arbeitsfläche ein entsprechendes Schaltsignal an die Steuerelektronik ausgibt. Vorzugsweise weist das Gehäuse nur eine zum Abtasten speziell ausgebildete Außenseite und nur ein Eingabemittel auf.According to one embodiment of the handheld power tool, an input means, in particular a feeler, is arranged in the region of the respective outer side of the housing, which outputs a corresponding switching signal to the control electronics when the respective outer side is applied to the work surface to be scanned. Preferably, the housing has only one outer side specially designed for scanning and only one input device.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Anzeigemodul zur Befestigung an einer insbesondere herkömmlichen, nicht erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine gelöst. Es weist ein Befestigungsmittel zur Befestigung an der Handwerkzeugmaschine auf. Das Befestigungsmittel kann eine Klemme, ein Spanngurt, ein Klettverschluss oder dergleichen sein. Wesentlich ist, dass das Anzeigemodul auch nachträglich an der Handwerkzeugmaschine fixiert werden kann. Weiterhin weist das Anzeigemodul zumindest einen Drehratensensor zur Erfassung eines Drehwinkels des Anzeigemoduls und somit des Drehwinkels der Handwerkzeugmaschine, an der das Anzeigemodul befestigt ist, auf. Zudem weist das Anzeigemodul eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Winkelabweichung zwischen einem benutzerseitig abspeicherbaren Drehwinkelwert als Referenzwert und einem aktuell erfassten Drehwinkelwert auf. Die Anzeigevorrichtung ist vorzugsweise eine LCD-Anzeige. Ferner umfasst das Anzeigemodul benutzerseitige Eingabemittel, wie z.B. ein, zwei oder mehrere Taster. Schließlich weist das Anzeigemodul eine elektronische Steuereinheit, wie z.B. einen Mikrocontroller, zumindest zur Speicherung der Drehwinkelwerte, zur Abfrage der benutzerseitigen Eingabemittel, zur rechnerischen Ermittlung der Winkelabweichung und zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung auf. Ferner weist das Anzeigemodul einen Energiespeicher und/oder eine Solarzelle zur elektrischen Versorgung des Anzeigemoduls auf.The object of the invention is further achieved by a display module for attachment to a particular conventional, not inventive hand tool. It has a fastening means for attachment to the power tool. The attachment means may be a clamp, a strap, a hook and loop fastener or the like. It is essential that the display module can also be subsequently fixed to the hand tool. Furthermore, the display module has at least one rotation rate sensor for detecting a rotation angle of the display module and thus of the rotation angle of the handheld power tool to which the display module is attached. In addition, the display module has a display device for displaying an angular deviation between a user-storable rotational angle value as a reference value and a currently detected rotational angle value. The display device is preferably an LCD display. Furthermore, the display module comprises user input means, e.g. one, two or more buttons. Finally, the display module has an electronic control unit, such as e.g. a microcontroller, at least for storing the rotational angle values, for querying the user-side input means, for calculating the angular deviation and for controlling the display device. Furthermore, the display module has an energy store and / or a solar cell for the electrical supply of the display module.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des Anzeigemoduls weist die elektronische Steuereinheit Mittel zur rechnerischen Ermittlung und Speicherung eines Drehwinkelversatzes aus einem ersten und zweiten erfassten Drehwinkelwert auf. Der erste und zweite Drehwinkelwert sind durch Abfragen von entsprechenden zweiten benutzerseitigen Eingabemitteln durch die Steuereinheit erfassbar. Diese Steuereinheit weist entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren Mittel zur Korrektur des gespeicherten Referenzwertes oder eines aktuell erfassten Drehwinkelwertes um diesen ermittelten Drehwinkelversatzes auf.According to an advantageous embodiment of the display module, the electronic control unit has means for the computational determination and storage of a rotational angle offset from a first and second detected rotational angle value. The first and second rotational angle values can be detected by querying corresponding second user-side input means by the control unit. In accordance with the method according to the invention, this control unit has means for correcting the stored reference value or a currently detected rotational angle value about this rotational angle offset determined.

Die Steuereinheit ist folglich dazu ausgebildet, den ersten Drehwinkelwert in einer Erstkalibrierstellung des Anzeigemoduls, wie z.B. bei Anlegen einer zum Abtasten der Arbeitsfläche geeigneten Außenfläche der Handwerkzeugmaschine, mittels Betätigens des zweiten Eingabemittels abzuspeichern. Weiterhin ist sie dazu ausgebildet, mittels weiteren Betätigens des zweiten Eingabemittels den zweiten Drehwinkelwert in einer möglichst genau ausgerichteten Erstarbeitsstellung abzuspeichern. Die beiden Betätigungen zur Erfassungen der beiden Drehwinkelwerte können auch mit einer einzigen Taste oder mit zwei Tasten erfolgen. Nach Erfassung des zweiten Drehwinkelwertes ermittelt die Steuereinheit rechnerisch den Drehwinkelversatz. Dieser wird dann für die aktuell vorliegende Befestigungsausrichtung des Anzeigemoduls als spezifischer, für die betreffende Handwerkzeugmaschine geltender Konfigurationswert abgespeichert.The control unit is thus adapted to adjust the first rotational angle value in an initial calibration position of the display module, such as e.g. upon application of a suitable for scanning the work surface outer surface of the power tool to store by operating the second input means. Furthermore, it is designed to store the second angle of rotation value in an as exactly aligned first working position by further actuation of the second input device. The two actuations for detecting the two rotational angle values can also be carried out with a single key or with two keys. After detection of the second rotational angle value, the control unit calculates the rotational angle offset. This is then stored for the currently existing mounting orientation of the display module as a specific, applicable for the relevant hand tool machine configuration value.

Im „normalen“ Arbeitsmodus wird dann in einer normalen Kalibierstellung der Handwerkzeugmaschine wiederum der aktuelle Drehwinkelwert erfasst, indem benutzerseitig ein erstes Eingabemittel, vorzugsweise wieder ein Taste, gedrückt wird. Dieser Drehwinkelwert wird als Referenzwert gespeichert und wie beim erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine mittels der Steuereinheit rechnerisch um den zuvor einmalig ermittelten Drehwinkelversatz virtuell gedreht, sodass die anzuzeigende Winkelabweichung in der normalen Arbeitsstellung der Handwerkzeugmaschine minimal wird, wenn die Werkzeugachse rechtwinklig zur Arbeitsfläche ausgerichtet ist. Alternativ kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, im normalen Arbeitsmodus einen aktuell erfassten Drehwinkelwert um diesen Drehwinkelversatz zu korrigieren und diesen dann mit dem Referenzwert zu vergleichen.In the "normal" working mode, the current rotational angle value is then in turn recorded in a normal calibration position of the handheld power tool by the user on the first input means, preferably again a key is pressed. This rotational angle value is stored as a reference value and, as in the method according to the invention or in the case of the hand tool according to the invention, is virtually rotated by the previously uniquely determined rotational angle offset by means of the control unit, so that the angular deviation to be displayed in the normal working position of the power tool becomes minimal when the tool axis is aligned at right angles to the working surface is. Alternatively, the control unit may be designed to correct a currently detected rotational angle value in the normal operating mode by this rotational angle offset and then to compare this with the reference value.

Unabhängig von der gemachten Erfindung kann das Anzeigemodul an ein beliebiges Objekt angebracht werden oder als eigenständiges Gerät betrieben werden.Regardless of the invention made, the display module can be attached to any object or operated as a stand-alone device.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen

  • 1 eine beispielhafte Bohrmaschine als Beispiel für eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in einer Seitenansicht,
  • 2 die Bohrmaschine aus 1 in einer Rückansicht gemäß der in 1 eingetragenen Blickrichtung II,
  • 3 ein Beispiel für eine elektronische Steuereinheit einer Handwerkzeugmaschine mit beispielhaft drei Drehratensensoren gemäß der Erfindung,
  • 4 eine Draufsicht auf eine Werkzeugaufnahme und auf eine Anzeigevorrichtung der erfindungsgemäßen Bohr- - maschine gemäß 1,
  • 5 eine Bohrmaschine als Handwerkzeugmaschine in einer Kalibrierstellung und in einer Arbeitsstellung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren,
  • 6 eine Bohrmaschine nach dem Stand der Technik mit einem daran befestigten, erfindungsgemäßen Anzeigemodul und
  • 7 eine Draufsicht auf ein beispielhaftes, erfindungsgemäßes Anzeigemodul.
The invention and advantageous embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the following figures. Show it
  • 1 an exemplary drill as an example of a hand tool according to the invention in a side view,
  • 2 the drill off 1 in a rear view according to the in 1 registered viewing direction II .
  • 3 an example of an electronic control unit of a portable power tool with, by way of example, three rotation rate sensors according to the invention,
  • 4 a plan view of a tool holder and a display device of the drill according to the invention - according to 1 .
  • 5 a drill as a hand tool in a calibration position and in a working position according to the inventive method,
  • 6 a drilling machine according to the prior art with an attached display module according to the invention and
  • 7 a plan view of an exemplary, inventive display module.

1 zeigt eine beispielhafte Bohrmaschine als Beispiel für eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine HM in einer Seitenansicht. 1 shows an exemplary drill as an example of a hand tool according to the invention HM in a side view.

Die Bohrmaschine HM weist in bekannter Weise ein als Werkzeugaufnahme WA ausgebildetes Bohrfutter mit einem darin aufgenommenen Bohrer W als beispielhaftes Werkzeug auf. Mit G ist ein Gehäuse, insbesondere ein Kunststoffspritzgussgehäuse und mit A eine Werkzeugachse der Bohrmaschine HM bezeichnet. Die Werkzeugachse A fluchtet mit der nicht weiter bezeichneten Längsmittelachse des Bohrers W. Am unteren Ende eines Handgriffs HG ist ein Akkumulator BAT zur elektrischen Versorgung der Bohrmaschine HM aufgesteckt. Des Weiteren ist mit F1 die Unterseite des Akkumulators BAT, mit F2 die Oberseite und mit F3 eine dem Betrachter zugewandte Seitenfläche eines Gehäuses G der Bohrmaschine HM bezeichnet. Im rechten Teil der 1 ist beispielhaft eine schräge Wand dargestellt, in welche mittels der Bohrmaschine HM ein Loch gebohrt werden soll. Mit AF ist eine der Bohrmaschine HM zugewandte, ebene Arbeitsfläche bezeichnet. Schließlich ist mit EL eine Steuerelektronik bezeichnet. Diese kann z.B. einen oder mehrere elektronische Leistungshalbleiter sowie einen Mikrocontroller zur Regelung der Motordrehzahl aufweisen.The drill HM has a known manner as a tool holder WA trained chuck with a recorded therein drill W as an exemplary tool. With G is a housing, in particular a plastic injection molded housing and with A a tool axis of the drill HM designated. The tool axis A Aligns with the not indicated longitudinal center axis of the drill W , At the bottom of a handle HG is an accumulator BAT for the electrical supply of the drill HM attached. Furthermore, with F1 the bottom of the accumulator BAT , With F2 the top and with F3 a viewer facing side surface of a housing G the drill HM designated. In the right part of the 1 For example, an inclined wall is shown in which by means of the drill HM a hole should be drilled. With AF is one of the drill HM facing, flat work surface referred. Finally, with EL designates an electronic control system. This may for example have one or more electronic power semiconductors and a microcontroller for controlling the engine speed.

Erfindungsgemäß weist nun die Bohrmaschine HM zumindest einen im oder am Gehäuse G angeordneten Drehratensensor zur Erfassung eines Drehwinkels φH, φQ, φA der Handwerkzeugmaschine HM auf (siehe dazu auch 3). Die Drehwinkel φH, φQ, φA sind jeweils durch zeitliche Integration aus einer zugehörigen Winkelgeschwindigkeit ermittelbar. Bei letzteren handelt es sich um vektorielle, hier als Pfeile dargestellte Größen. Es ist jeweils ein Drehratensensor zur Erfassung eines Drehwinkels φH, φQ, φA erforderlich, wobei die Erfassung vorzugsweise in zueinander orthogonalen Raumrichtungen erfolgt.According to the invention now has the drill HM at least one in or on the housing G arranged rotation rate sensor for detecting a rotation angle φH . φQ . .phi.A the hand tool machine HM on (see also 3 ). The rotation angle φH . φQ . .phi.A are each determined by temporal integration from an associated angular velocity. The latter are vectorial, here shown as arrows sizes. It is in each case a rotation rate sensor for detecting a rotation angle φH . φQ . .phi.A required, wherein the detection is preferably carried out in mutually orthogonal spatial directions.

Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Erfassung der Drehwinkel φH, φQ, φA in drei orthogonalen Raumrichtungen. Mit φH sind Drehwinkel um eine radial zur Werkzeugachse A und senkrecht zu Oberseite F2 der Bohrmaschine HM verlaufende Drehachse, das heißt um die konstruktive Hochachse HA der Bohrmaschine HM, bezeichnet. Mit φQ sind Drehwinkel um eine radial zur Werkzeugachse A und senkrecht zur vorherigen Hochachse HA, also um eine konstruktive Querachse QA der Bohrmaschine HM, bezeichnet. Schließlich sind mit φA Drehwinkel um die Werkzeugsachse A herum bezeichnet. Sie verläuft orthogonal zu den beiden vorherigen Achsen HA, QA.In the present example, the detection of the rotation angle takes place φH . φQ . .phi.A in three orthogonal directions. With φH are angles of rotation about one radial to the tool axis A and perpendicular to top F2 the drill HM extending axis of rotation, that is around the constructive vertical axis HA the drill HM , designated. With φQ are angles of rotation about one radial to the tool axis A and perpendicular to the previous vertical axis HA So a constructive transverse axis QA the drill HM , designated. Finally, with .phi.A Rotation angle around the tool axis A referred to. It is orthogonal to the two previous axes HA . QA ,

Prinzipiell kann die Ausrichtung der Raumrichtungen in Bezug auf die Handwerkzeugmaschine HM willkürlich gewählt werden. Es können dann die erfassten zugehörigen Drehwinkelwerte mittels räumlicher Transformation in eine oder mehrere geeignete konstruktive Achsen der Handwerkzeugmaschine HM virtuell im Sinne einer Vektortransformation gedreht werden.In principle, the orientation of the spatial directions with respect to the hand tool HM be chosen arbitrarily. It is then possible for the detected associated rotational angle values to be converted into one or more suitable structural axes of the handheld power tool by means of spatial transformation HM be rotated virtually in the sense of a vector transformation.

Um beispielsweise alle möglichen Drehbewegungen der Bohrmaschine HM im Raum zu erfassen, sind drei Drehratensensoren erforderlich. In den meisten Fällen sind jedoch nur ein Drehratensensor oder nur zwei Drehratensensoren ausreichend.For example, all possible rotations of the drill HM to detect in space, three yaw rate sensors are required. In most cases, however, only one yaw rate sensor or only two yaw rate sensors are sufficient.

Die Steuerelektronik EL ist weiterhin zur Speicherung eines aktuell von den Drehratensensoren erfassten Drehwinkelwertes ΦH, ΦQ, ΦA eingerichtet. Ist die Bohrmaschine HM auf die Arbeitsfläche AF ausgerichtet, so speichert die Steuerelektronik EL auf eine benutzerseitige Eingabe T hin, wie z.B. durch Drücken eines an einer Außenseite der Bohrmaschine HM angebrachten Tasters, den aktuellen erfassten Drehwinkelwert ΦH, ΦQ, ΦA als Referenzwert RW ab. Die Speicherung erfolgt vorzugsweise in einem elektronischen Speicher. Die Steuerelektronik EL ist zudem dazu eingerichtet, im Anschluss die fortlaufend aktuell erfassten Drehwinkelwerte ΦH, ΦQ, ΦA fortlaufend mit dem gespeicherten Referenzwert RW zu vergleichen. Das Vergleichsergebnis wird dann fortlaufend auf einer beispielhaft an der Oberseite F2 der Bohrmaschine HM angeordneten Anzeigevorrichtung ANZ als Maß der Winkelabweichung δ angezeigt.The control electronics EL is also for storing a currently detected by the rotation rate sensor rotation angle value ΦH . ΦQ . .phi.A set up. Is the drill HM on the work surface AF aligned, so stores the control electronics EL to a user input T as by pressing one on an outside of the drill HM buttons, the current recorded angle value ΦH . ΦQ . .phi.A as a reference value RW from. The storage preferably takes place in an electronic memory. The control electronics EL In addition, it is set up to subsequently monitor the continuously recorded rotational angle values ΦH . ΦQ . .phi.A consecutive with the stored reference value RW to compare. The comparison result will then be continuous on an example at the top F2 the drill HM arranged display device ANZ as a measure of the angle deviation δ displayed.

Um im vorliegenden Beispiel ein rechtwinkliges Loch in die gezeigte schräge Wand zu bohren, ist eine Ausrichtung bzw. Kalibrierung der Bohrmaschine HM in Bezug auf die räumliche Lage der Arbeitsfläche AF erforderlich. Hierzu kann z.B. mittels eines Bohrständers einmalig die Werkzeugachse A parallel zu einer, die ebene Arbeitsfläche AF repräsentierenden Flächennormalen nAF ausgerichtet werden. Mit nW ist eine weitere Flächennormale bezeichnet, welche neben der Längserstreckung der Werkzeugachse A zusätzlich eine Richtung der Werkzeugachse A angibt. Dadurch ist in mathematischer Hinsicht ein eindeutiger Richtungsbezug zwischen der Bohrmaschine HM und der Arbeitsfläche AF gegeben. Im vorliegenden Beispiel ist die Werkzeugachse A bzw. die entsprechende Flächennormale nAF um die Winkelabweichung δ gedreht. Mit δQ ist die skalare Winkelabweichung um die Querachse QA bezeichnet. Die Winkelabweichung δ selbst kann dabei als vektorielle Größe angesehen werden, die je nach der Anzahl der erfassten Raumrichtungen aus einer, zwei oder drei skalaren Winkelabweichungen δQ, δA, δH zusammengesetzt sein kann (siehe dazu auch 2 und 4) .In the present example, to drill a rectangular hole in the shown inclined wall, alignment or calibration of the drilling machine HM in relation to the spatial position of the work surface AF required. For this purpose, for example by means of a drill stand once the tool axis A parallel to one, the flat work surface AF representing surface normals NAF be aligned. With nW is another surface normal called, which in addition to the longitudinal extent of the tool axis A additionally a direction of the tool axis A indicates. As a result, in mathematical terms, a clear directional relationship between the drill HM and the work surface AF given. In this example, the tool axis is A or the corresponding surface normal NAF around the angular deviation δ turned. With .DELTA.Q is the scalar angular deviation about the transverse axis QA designated. The angular deviation δ itself can be regarded as a vectorial variable, which, depending on the number of recorded spatial directions, consists of one, two or three scalar angle deviations .DELTA.Q . .DELTA.a . delta H can be composed (see also 2 and 4 ).

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist am Gehäuse G der gezeigten Handwerkzeugmaschine HM zumindest eine zum Abtasten der räumlichen Lage einer Arbeitsfläche AF vorgesehene, vorzugsweise plane Außenseite F1-F4 ausgebildet, deren jeweilige Flächennormale n1-n4 um einen konstruktiv vorgegebenen Drehwinkelversatz α zu einer Werkzeugachse A gedreht angeordnet ist. Im Beispiel der 1 zeigt der eingetragene Winkel α den Drehwinkelversatz zwischen den beiden Flächennormalen nW, n1 der Werkzeugachse A und der Unterseite F1 des Akkumulators BAT, wenn die Abtastung der Arbeitsfläche AF durch diese Unterseite F1 vorgesehen ist.According to a preferred embodiment is on the housing G the hand tool shown HM at least one for scanning the spatial position of a work surface AF provided, preferably flat outside F1-F4 formed, their respective surface normal n1-n4 to a constructive rotation angle offset α to a tool axis A is arranged rotated. In the example of 1 shows the entered angle α the angular displacement between the two surface normals nW . n1 the tool axis A and the bottom F1 of the accumulator BAT when scanning the work surface AF through this bottom F1 is provided.

Die Flächennormalen n1-n4 beschreiben dabei die räumliche Lage und Ausrichtung der Unterseite F1 des Akkumulators BAT sowie die Lage und Ausrichtung der Oberseite F2, die der gezeigten Seitenfläche F3 und die einer Außenfläche F4 eines Seitengriffs S der Bohrmaschine HM. Es ist völlig ausreichend und sogar vorteilhaft, wenn nur eine einzige geeignete Außenseite F1-F4 zum Abtasten der Arbeitsfläche AF ausgestaltet bzw. vorhanden ist. Weiterhin weist die Steuerelektronik EL Speichermittel zum Speichern des jeweiligen Drehwinkelversatzes α auf. Die Steuerelektronik EL, insbesondere deren Mikrocontroller, weist zudem Rechenmittel zum virtuellen Drehen des gespeicherten Referenzwertes RW um den zur benutzerseitig ausgewählten Außenseite F1-F4 zugehörigen Drehwinkelversatz α auf. Die benutzerseitige Auswahl erfolgt im Beispiel der 1 jeweils mittels eines Tasters T.The surface normals n1 - n4 describe the spatial position and orientation of the underside F1 of the accumulator BAT as well as the location and orientation of the top F2 , the side surface shown F3 and an outer surface F4 a side handle S of the drill HM , It is quite sufficient and even advantageous if only a single suitable outside F1 - F4 for scanning the work surface AF designed or available. Furthermore, the control electronics EL Storage means for storing the respective rotational angle offset α on. The control electronics EL , in particular its microcontroller, also has computing means for virtual rotation of the stored reference value RW around the outside selected by the user F1-F4 associated angular displacement α on. The user selection is done in the example of 1 each by means of a button T ,

Wird nun beispielsweise die Unterseite F1 des Akkumulators BAT parallel an die Arbeitsfläche AF angelegt, so wird der zugehörige Taster T am Akkumulator BAT gedrückt. Ein entsprechendes Schaltsignal wird von der Steuerelektronik EL abgefragt. Liegt das Schaltsignal vor, so wird mittels der Drehratensensoren ein aktueller Drehwinkelwert ΦH, ΦQ, ΦA erfasst und dieser um den zur Außenseite F1 gehörenden Drehwinkelversatz α korrigiert, das heißt gedreht. Wird die Werkzeugachse A dann rechtwinklig zur Arbeitsfläche AF ausgerichtet, so wird die anzuzeigende Winkelabweichung δ minimal. Wird das Loch nun gebohrt und achtet der Benutzer auch während des Bohrens darauf, dass diese Winkelabweichung δ minimal bleibt, so verläuft das Loch nach Abschluss der Bohrarbeiten auch genau senkrecht zur Wand. Da die zeitliche Winkelabweichung der heutigen Drehratensensoren sehr klein ist, können eine Vielzahl von senkrechten Löchern in diese Wand gebohrt werden, ohne dass eine erneute Kalibrierung erforderlich ist. Allerdings kann die Steuerelektronik EL so ausgebildet sein, dass in regelmäßigen Zeitabständen, wie z.B. alle 15 Minuten, ein Signal ausgegeben wird, wie z.B. ein Peepton, um dem Benutzer die Notwendigkeit einer erneuten Kalibrierung anzuzeigen.Now, for example, the bottom F1 of the accumulator BAT parallel to the work surface AF created, then the corresponding button T at the accumulator BAT pressed. A corresponding switching signal is from the control electronics EL queried. If the switching signal is present, then by means of the rotation rate sensors, a current angle of rotation value ΦH . ΦQ . .phi.A captured and this around the outside F1 belonging rotational angle offset α corrected, that is rotated. Becomes the tool axis A then perpendicular to the work surface AF aligned, then the angular deviation to be displayed δ minimal. If the hole is now drilled and the user pays attention during drilling that this angular deviation δ remains minimal, the hole also runs exactly perpendicular to the wall after completion of the drilling. Since the temporal angular deviation of today's rotation rate sensors is very small, a plurality of vertical holes can be drilled in this wall, without recalibration is required. However, the control electronics EL be designed so that at regular intervals, such as every 15 minutes, a signal is output, such as a peep to indicate to the user the need for recalibration.

2 zeigt die Bohrmaschine HM aus 1 in einer Rückansicht gemäß der in 1 eingetragenen Blickrichtung II. In dieser Darstellung ist der Seitengriff S der Bohrmaschine HM mit seiner Außenfläche F4 zum möglichen Abtasten der Arbeitsfläche AF sowie die Querachse QA der Bohrmaschine HM zu sehen. In dieser Darstellung ist zudem eine um die Werkzeugachse A vorhandene Komponenten δA der Winkelabweichung δ zu sehen. Diese ist jedoch für den vorliegenden Fall der Bohrmaschine HM nicht relevant und nur exemplarisch. 2 shows the drill HM out 1 in a rear view according to the in 1 registered viewing direction II , In this illustration is the side handle S the drill HM with its outer surface F4 for possible scanning of the work surface AF as well as the transverse axis QA the drill HM to see. In this illustration, one is also around the tool axis A existing components .DELTA.a the angular deviation δ to see. However, this is not relevant to the present case of the drill HM and only exemplary.

3 zeigt ein Beispiel für eine elektronische Steuereinheit EL einer Handwerkzeugmaschine HM mit drei Drehratensensoren GH, GQ, GA gemäß der Erfindung. Die drei Drehratensensoren GH, GQ, GA bilden hier ein Kreiselinstrument K zur Erfassung der räumlichen Orientierung bzw. Lage der Handwerkzeugmaschine HM in allen drei Raumrichtungen. Die Raumrichtungen entsprechen beispielhaft denen in 1 und 2 eingetragenen Raumrichtungen in Richtung der Werkzeugachse A, der Hochachse HA und der Querachse QA. 3 shows an example of an electronic control unit EL of a hand tool HM with three rotation rate sensors GH . GQ . GA according to the invention. The three rotation rate sensors GH . GQ . GA form a gyro instrument here K for detecting the spatial orientation or position of the power tool HM in all three directions. The spatial directions correspond to those in 1 and 2 registered spatial directions in the direction of the tool axis A , the vertical axis HA and the transverse axis QA ,

Weiterhin handelt es sich bei den Drehratensensoren GH, GQ, GA jeweils um einen Vibrationskreisel. Es können auch zwei oder drei derartige Vibrationskreisel GH, GQ, GA in einem einzigen Bauteil integriert sein. Die elektrische Versorgung erfolgt über eine Stromversorgung der elektronischen Steuereinheit EL. Weiterhin ist mit MC ein Mikrocontroller bezeichnet, welcher ausführbare Programmroutinen zur Abfrage eines aktuell erfassten Drehwinkelwertes ΦH, ΦQ, ΦA sowie zur Abspeicherung dieses als Referenzwert RW auf eine benutzerseitige Eingabe T aufweist. Im vorliegenden Fall wird hierzu vom Mikrocontroller nur ein einziger, über eine Buchse BU angeschlossener Taster T fortlaufend abgefragt. Weiterhin kann der Mikrocontroller MC ausführbare Programmroutinen aufweisen, welche den gespeicherten Referenzwert RW mittels virtuellen Drehens rechnerisch um einen konstruktiv vorgegebenen Drehwinkelversatz α korrigieren, welche dann einen fortlaufend aktuell erfassten Drehwinkelwert ΦH, ΦQ, ΦA mit dem korrigierten Referenzwert RW fortlaufend vergleichen und das zugehörige Vergleichsergebnis als Maß für eine Winkelabweichung δ fortlaufend an die Anzeigevorrichtung ANZ ausgeben, wie z.B. als Zahlenwert. Die Anzeigevorrichtung ANZ, wie z.B. eine LCD-Anzeige, kann in der elektronischen Steuereinheit EL integriert sein oder wie im vorliegenden Beispiel über die Buchse BU als separate Baueinheit angeschlossen sein.Furthermore, it concerns the rotation rate sensors GH . GQ . GA each about a vibratory top. There may also be two or three such vibratory gyros GH . GQ . GA be integrated in a single component. The electrical supply is via a power supply of the electronic control unit EL , Furthermore, with MC a microcontroller denotes which executable program routines for querying a currently detected rotational angle value ΦH . ΦQ . .phi.A and to store this as a reference value RW to a user input T having. In the present case, the microcontroller only a single, via a socket BU connected button T queried continuously. Furthermore, the microcontroller MC have executable program routines which the stored reference value RW by means of virtual turning arithmetically to correct a constructive rotation angle offset α, which then a continuously currently detected rotation angle value ΦH . ΦQ . .phi.A with the corrected reference value RW continuously compare and the associated comparison result as a measure of an angular deviation δ continuously to the display device ANZ output, such as numerical value. The display device ANZ , such as an LCD display, can be in the electronic control unit EL be integrated or as in the present example via the socket BU be connected as a separate unit.

Für den Fall, dass bereits ein Mikrocontroller z.B. zur Regelung der Motordrehzahl vorhanden ist, kann dieser zur Übernahme der erfindungsgemäßen rechnerischen Ermittlung der Winkelabweichung δ herangezogen werden. Die letztere Funktionalität kann z.B. über einen weiteren Taster auch abgeschaltet werden.In the event that already a microcontroller e.g. To control the engine speed is present, this can be used to take over the inventive computational determination of the angular deviation δ. The latter functionality may e.g. also be switched off via another button.

4 zeigt eine Draufsicht auf eine Werkzeugaufnahme W und auf eine Anzeigevorrichtung ANZ der erfindungsgemäßen Bohrmaschine HM gemäß 1. Die Anzeigevorrichtung ANZ weist beispielhaft in Form eines Kreuzes angeordnete Leuchtdioden LED auf, die durch transparante Kunststoffsegmente im Kunststoffgehäuse G der Handwerkzeugmaschine HM hindurchscheinen können. Die entlang der Werkzeugachse A ausgerichteten Leuchtdioden LED zeigen die Komponente δQ der aktuell ermittelten Winkelabweichung δ um die Querachse QA, das heißt im Wesentlichen, vom Benutzer aus betrachtet, Winkelabweichungen um die Spitze des Bohrers W der gezeigten Bohrmaschine HM nach oben und unten. Die senkrecht, das heißt parallel zur Querachse QA ausgerichteten Leuchtdioden LED zeigen die Komponente δH der aktuell ermittelten Winkelabweichung δ um die Hochachse QA, das heißt im Wesentlichen Winkelabweichungen um die Spitze des Bohrers BO der gezeigten Bohrmaschine HM nach links und rechts. Die im Kreuzungspunkt liegende, mit „OK“ bezeichnete gemeinsame Leuchtdiode LED zeigt an, dass keine nennenswerte Winkelabweichung δ vorliegt, das heißt, dass die Werkzeugsachse A rechtwinklig zur Arbeitsfläche AF ausgerichtet ist. Vorzugsweise leuchtet diese Leuchtdiode LED grün, um anzuzeigen, dass die Winkelabweichung δ minimal ist. Vorzugsweise leuchten die anderen LEDs rot, um einen nicht optimale Ausrichtung der Werkzeugachse A anzuzeigen. Im vorliegenden Beispiel zeigen die beiden „roten“ Leuchtdioden LED an, dass der Bohrer W und somit die Werkzeugachse A zu weit noch oben und zugleich zu weit nach rechts gekippt ist. 4 shows a plan view of a tool holder W and on a display device ANZ the drilling machine according to the invention HM according to 1 , The display device ANZ has, for example, arranged in the form of a cross light emitting diode LED, which by transparent plastic segments in the plastic housing G the hand tool machine HM can shine through. The along the tool axis A aligned light-emitting diodes LED show the component .DELTA.Q the currently determined angle deviation δ around the transverse axis QA that is, essentially, from the user's perspective, angular deviations around the tip of the drill W the drill shown HM up and down. The vertical, that is parallel to the transverse axis QA aligned light-emitting diodes LED show the component delta H the currently determined angular deviation δ around the vertical axis QA that is, essentially angle deviations around the tip of the drill BO the shown drill HM to the left and right. The crossing point, with " OK "Designated common light emitting diode LED indicates that there is no appreciable angular deviation δ is present, that is, the tool axis A at right angles to the work surface AF is aligned. Preferably, this LED lights up LED green to indicate that the angle deviation δ is minimal. Preferably, the other LEDs are red to indicate a non-optimal alignment of the tool axis A display. In the present example, the two "red" LEDs LED on that the drill W and thus the tool axis A too far up and at the same time tilted too far to the right.

5 zeigt eine Bohrmaschine HM als Handwerkzeugmaschine in einer Kalibrierstellung (gestrichelt) und in einer Arbeitsstellung (durchgezogen) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Wie 5 zeigt, wird die hier plane Unterseite F1 des Akkumulators BAT der gezeigten kabellosen Bohrmaschine HM an die bearbeitende, typischerweise plane Arbeitsfläche AF angelegt, um deren räumliche Lage zu erfassen. Dabei wird mit Anlegen der Unterseite F1 ein Taster T gedrückt und dadurch ein aktuell erfasster Drehwinkelwert gespeichert. Im Anschluss richtet der Benutzer die Bohrmaschine HM aus, um ein rechtwinkliges Loch in die Arbeitsfläche AF der gezeigten, beispielhaft geneigten Wand zu bohren. Dabei zeigt die im Blickfeld des Benutzers vorzugsweise an der Oberseite der Bohrmaschine HM angeordnete Anzeigevorrichtung die aktuelle Winkelabweichung δ an. Durch diese optische Rückmeldung ist eine Korrektur der Ausrichtung der Werkzeugachse A durch den Benutzer möglich, um eine minimale Winkelabweichung δ zu erzielen. Im unteren Teil der 5 ist der zur vorliegenden Bohrmaschine HM gehörende konstruktive Drehwinkelversatz α zu sehen, wobei nlv die Flächennormale der Unterseite F1 in der Kalibrierstellung und n1n die Flächennormale der Unterseite F1 in der Arbeitsstellung im gezeigten Idealfall zeigt. 5 shows a drill HM as a hand tool machine in a calibration position (dashed) and in a working position (solid) according to the inventive method. As 5 shows, here is the bottom plan F1 of the accumulator BAT the shown cordless drill HM to the working, typically flat work surface AF created to capture their spatial location. This is done by applying the bottom F1 a button T pressed and thereby stored a currently detected rotation angle value. Subsequently, the user directs the drill HM out to make a right-angled hole in the work surface AF to drill the shown, exemplary inclined wall. It shows in the field of view of the user preferably at the top of the drill HM arranged display device the current angle deviation δ at. This optical feedback is a correction of the alignment of the tool axis A possible by the user to a minimum angular deviation δ to achieve. In the lower part of the 5 is the current drill HM belonging constructive rotational angle offset α, where nlv the surface normals of the bottom F1 in the calibration position and n1n the surface normals of the bottom F1 in the working position in the ideal case shown shows.

6 zeigt eine Bohrmaschine HM nach dem Stand der Technik mit einem daran befestigten, erfindungsgemäßen Anzeigemodul MOD. Im vorliegenden Beispiel ist das Anzeigemodul MOD an der Oberseite und somit im Blickfeld des Benutzers angebracht. Das Modul MOD kann z.B. mittels eines Klebebandes, eines Klettverschlusses, eines Saugfußes oder mit vergleichbaren Befestigungsmittelsn FIX dort angebracht sein. Dadurch ist eine Nachrüstung für herkömmliche, nicht erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschinen HM mit der erfindungsgemäßen Erfassung der Winkelabweichung δ möglich. 6 shows a drill HM according to the prior art with an attached display module according to the invention MOD , In the present example, the display module is MOD attached to the top and thus in the field of view of the user. The module MOD For example, by means of an adhesive tape, a Velcro fastener, a suction cup or with comparable Befestigungsmittelsn FIX be attached there. As a result, a retrofit for conventional, not inventive hand tool machines HM with the inventive detection of the angular deviation δ possible.

7 zeigt schließlich eine Draufsicht auf ein beispielhaftes, erfindungsgemäßes Anzeigemodul MOD. Das Anzeigemodul MOD weist dabei mindestens einen Drehratensensor GH, GQ, GA, im vorliegenden Beispiel drei Drehratensensoren GH, GQ, GA zur Erfassung eines Drehwinkels φH, φQ, φA des Anzeigemoduls bzw. der Handwerkzeugmaschine HM auf. Im Vergleich zur Anzeigevorrichtung ANZ gemäß 4 wird hier auch die Komponente δA der Winkelabweichung δ um die Werkzeugachse A herum angezeigt. Dies setzt voraus, dass nach Fixierung des Anzeigemoduls MOD dieses kalibiert worden ist. Hierzu dienen die mit „CAL“ und „SET“ bezeichnet Tasten TC, TS. Der Benutzer kann z.B. durch Drücken der „SET“-Taste TS als erstes Eingabemittel einen aktuell erfassten Drehwinkelwert ΦH, ΦQ, ΦA erfassen und abspeichern lassen, wenn die Werkzeugsachse A zuvor z.B. mittels des eingangs genannten Bohrständers in Bezug auf die ausgewählte Arbeitsfläche AF ausgerichtet worden ist. 7 finally shows a plan view of an exemplary, inventive display module MOD , The display module MOD has at least one rotation rate sensor GH . GQ . GA , in the present example three yaw rate sensors GH . GQ . GA for detecting a rotation angle φH . φQ . .phi.A the display module or the power tool HM on. Compared to the display device ANZ according to 4 here is also the component .DELTA.a the angular deviation δ around the tool axis A around. This assumes that after fixing the display module MOD this has been calibrated. For this the serve with " CAL " and " SET "Denotes buttons TC . TS , The user can eg by pressing the " SET "-Button TS as first input means a currently detected rotation angle value ΦH . ΦQ . .phi.A capture and save when the tool axis A previously, for example, by means of the above-mentioned drill stand with respect to the selected work surface AF has been aligned.

Er kann zuvor auch eine geeignete Außenfläche F1-F4 einer herkömmlichen Handwerkzeugmaschine HM bestimmen, welche zur möglichen Abtastung der Arbeitsfläche AF verwendet werden soll. Mittels Drückens der „CAL“-Taste TC als zweites Eingabemittel jeweils in einer Erstkalibrierstellung und in einer ausgerichteten Erstarbeitstellung kann dann der daraus ermittelte Drehwinkelversatz α abgespeichert werden. Dieser Vorgang ist nur einmalig für jede Befestigungslage des Anzeigemoduls MOD erforderlich.He can also previously a suitable outer surface F1 - F4 a conventional hand tool HM determine which ones to possibly scan the work surface AF should be used. By pressing the "CAL" key TC as a second input means, each in a Erstkalibrierstellung and in an aligned Erstarbeitstellung then determined therefrom angular displacement α be stored. This process is only once for each mounting position of the display module MOD required.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (8)

Verfahren zum Anzeigen einer Winkelabweichung (δ) zwischen einer Werkzeugachse (A) einer Handwerkzeugmaschine (HM) und einer zum Arbeiten vorgesehenen Arbeitsfläche (AF), - wobei zumindest ein Drehratensensor (GH, GQ, GA) in der Handwerkzeugmaschine (HM) zur Erfassung eines Drehwinkels (φH, φQ, φA) der Handwerkzeugmaschine (HM) angeordnet ist, - wobei zumindest eine Außenseite (F1-F4) des Gehäuses (G) zum Abtasten der räumlichen Lage der Arbeitsfläche (AF) in einer Kalibrierstellung vorgesehen ist, - wobei die Arbeitsfläche (AF) durch berührungsbehaftetes, paralleles Anlegen der jeweiligen Außenseite (F1-F4) des Gehäuses (G) an die vorgesehene, vorzugsweise plane Arbeitsfläche (AF) abgetastet wird, - wobei die Flächennormale (n1-n4) der jeweiligen Außenseite (F1-F4) um einen konstruktiv vorgegebenen Drehwinkelversatz (α) zur Werkzeugachse (A) gedreht angeordnet ist, - wobei die Werkzeugachse (A) der Handwerkzeugmaschine (HM) in der Kalibrierstellung zur vorgesehenen Arbeitsfläche (AF) ausgerichtet wird, - wobei in der Kalibrierstellung ein aktueller Drehwinkelwert (ΦH, ΦQ, ΦA) erfaßt wird.Method for displaying an angular deviation (δ) between a tool axis (A) of a handheld power tool (HM) and a work surface (AF) provided for working, - wherein at least one rotation rate sensor (GH, GQ, GA) in the handheld power tool (HM) for detecting a Rotation angle (φH, φQ, φA) of the power tool (HM) is arranged, - wherein at least one outer side (F1-F4) of the housing (G) for scanning the spatial position of the working surface (AF) is provided in a calibration position, - Working surface (AF) by contacting, parallel application of the respective outer side (F1-F4) of the housing (G) is scanned to the intended, preferably planar working surface (AF), - wherein the surface normal (n 1 -n 4 ) of the respective outer side ( F1-F4) is arranged rotated about a constructively predetermined rotational angle offset (α) relative to the tool axis (A), - the tool axis (A) of the handheld power tool (HM) being provided in the calibration position n working surface (AF) is aligned, - in the calibration position, a current rotation angle value (ΦH, ΦQ, ΦA) is detected. Verfahren nach Anspruch 1, wobei: - der in der Kalibrierstellung erfasste Drehwinkelwert (ΦH, ΦQ, ΦA) um den jeweiligen Drehwinkelversatz (α) korrigiert wird und als Referenzwert (RW) gespeichert wird und ein fortlaufend aktuell erfasster Drehwinkelwert (ΦH, ΦQ, ΦA) mit dem Referenzwert (RW) verglichen wird oder - der in der Kalibrierstellung erfasste Drehwinkelwert (ΦH, ΦQ, ΦA) als Referenzwert (RW) gespeichert wird und der fortlaufend aktuell erfasste Drehwinkelwert erst um den jeweiligen Drehwinkelversatz korrigiert wird und dann mit dem Referenzwert verglichen wird, - das Vergleichsergebnis als Maß der Winkelabweichung (δ) angezeigt wird.Method according to Claim 1 in which: - the rotational angle value (ΦH, ΦQ, ΦA) detected in the calibration position is corrected by the respective rotational angle offset (α) and stored as a reference value (RW) and a continuously updated rotational angle value (ΦH, ΦQ, ΦA) with the reference value (RW) is compared or - in the calibration position detected rotational angle value (ΦH, ΦQ, ΦA) is stored as a reference value (RW) and the continuously currently detected rotational angle value is corrected by the respective rotational angle offset and then compared with the reference value, - Comparison result is displayed as a measure of the angle deviation (δ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die anzuzeigende Winkelabweichung (δ) in einer Arbeitsstellung der Handwerkzeugmaschine (HM) minimal wird, wenn die Werkzeugachse (A) rechtwinklig zur Arbeitsfläche (AF) ausgerichtet wird.Method according to Claim 1 or 2 , wherein the angular deviation (δ) to be displayed in a working position of the portable power tool (HM) is minimal, when the tool axis (A) is aligned at right angles to the working surface (AF). Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum rechtwinkligen Bohren, Meißeln oder Schrauben mit einer Handwerkzeugmaschine (HM) in einer zum Arbeiten vorgesehenen, insbesondere planen Arbeitsfläche (AF) mittels eines entsprechenden, in der Handwerkzeugmaschine (HM) aufgenommenen, entlang der Werkzeugachse (A) ausgerichteten Werkzeugs (W).Application of the method according to one of Claims 1 to 3 for rectangular drilling, chiselling or screwing with a hand tool (HM) in an intended, in particular plan working surface (AF) by means of a corresponding, in the hand tool (HM) recorded along the tool axis (A) aligned tool (W). Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bohrmaschine, Bohrhammer, Bohrmeißel, Schrauber und dergleichen, welche ein Gehäuse (G) und eine Aufnahme (WA) für ein Werkzeug (W) aufweist, gekennzeichnet durch - zumindest einen im oder am Gehäuse (G) angeordneten Drehratensensor (GH, GQ, GA) zur Erfassung eines Drehwinkels (φH, φQ, φA) der Handwerkzeugmaschine (HM), - eine Steuerelektronik (EL) zur Speicherung eines aktuell erfassten Drehwinkelwertes (ΦH, ΦQ, ΦA) als Referenzwert (RW) auf eine in einer Kalibrierstellung benutzerseitigen Eingabe (T) hin und zum anschließenden fortlaufenden Vergleich eines aktuell erfassten Drehwinkelwertes (ΦH, ΦQ, ΦA) mit dem Referenzwert (RW) sowie - eine Anzeigevorrichtung (ANZ) zur Anzeige des Vergleichsergebnisses als Maß der Winkelabweichung (δ), - zumindest eine, vorzugsweise plane Außenseite (F1-F4) am Gehäuse (G) der Handwerkzeugmaschine (HM), zum Abtasten der räumlichen Lage einer Arbeitsfläche (AF), deren jeweilige Flächennormale (n1-n4) um einen konstruktiv vorgegebenen Drehwinkelversatz (α) zu einer Werkzeugachse (A) gedreht angeordnet ist, wobei die Arbeitsfläche (AF) durch berührungsbehaftetes, paralleles Anlegen der jeweiligen Außenseite (F1-F4) des Gehäuses (G) an die vorgesehene, vorzugsweise plane Arbeitsfläche (AF) abtastbar ist, - wobei die Steuerelektronik (EL) Speichermittel zum Speichern des jeweiligen Drehwinkelversatzes (α) aufweist, - wobei die Steuerelektronik (EL) Rechenmittel zum virtuellen Drehen des gespeicherten Referenzwertes (RW) um den zur benutzerseitig ausgewählten Außenseite (F1-F4) zugehörigen Drehwinkelversatz (α) aufweist, sodass die anzuzeigende Winkelabweichung (δ) minimal ist, wenn die Werkzeugachse (A) insbesondere rechtwinklig zur Arbeitsfläche (AF) ausgerichtet ist.Hand tool, in particular drill, rotary hammer, drill bit, screwdriver and the like, which has a housing (G) and a receptacle (WA) for a tool (W), characterized by - at least one in or on the housing (G) arranged rotation rate sensor (GH, GQ, GA) for detecting a rotational angle (φH, φQ, φA) of the portable power tool (HM), - an electronic control unit (EL) for storing a currently detected rotational angle value (ΦH, ΦQ, ΦA) as a reference value (RW) to one in a calibration position user-side input (T) and for the subsequent continuous comparison of a currently detected rotational angle value (ΦH, ΦQ, ΦA) with the reference value (RW) and - a display device (ANZ) to display the comparison result as a measure of the angular deviation (δ), - at least one , Preferably plane outer side (F1-F4) on the housing (G) of the power tool (HM), for scanning the spatial position of a work surface (AF) whose respective surface normal (n 1 -n 4 ) to a tool axis (A) is arranged rotated by a structurally predetermined rotational angle offset (α), wherein the working surface (AF) by contacting, parallel application of the respective outer side (F1-F4) of the housing (G) to the provided - Preferably, the planar working surface (AF) is scanned, - wherein the control electronics (EL) storage means for storing the respective rotational angle offset (α), - wherein the control electronics (EL) computing means for virtual rotation of the stored reference value (RW) to the user selected Outside angle (α-F4) corresponding rotational angle offset (α), so that the angular deviation to be displayed (δ) is minimal, when the tool axis (A) is aligned in particular at right angles to the work surface (AF). Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der jeweiligen Außenseite (F1-F4) des Gehäuses (G) ein Eingabemittel (T) angeordnet ist, welches beim Anlegen der jeweiligen Außenseite (F1-F4) an die abzutastende Arbeitsfläche (AF) ein entsprechendes Schaltsignal an die Steuerelektronik (EL) ausgibt.Hand tool according to Claim 5 , characterized in that in the region of the respective outer side (F1-F4) of the housing (G) an input means (T) is arranged, which upon application of the respective outer side (F1-F4) to the scanned work surface (AF) to a corresponding switching signal the control electronics (EL) outputs. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Handwerkzeugmaschine einen an der Unterseite des Handgriffs ansteckbaren Akkumulator aufweist, wobei die Unterseite des Akkumulators zum Abtasten der Arbeitsfläche (AF) vorgesehen ist.Hand tool according to Claim 5 or 6 wherein the hand tool has an attachable to the underside of the handle accumulator, wherein the underside of the accumulator for scanning the work surface (AF) is provided. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen, zwei oder drei Drehratensensoren (GH, GQ, GA), insbesondere einen, zwei oder drei Vibrationskreisel, zur Erfassung einer entsprechenden Anzahl von insbesondere zueinander orthogonalen Raumrichtungen aufweist.Hand tool according to one of the Claims 5 to 7 , characterized in that the device one, two or three rotation rate sensors (GH, GQ, GA), in particular one, two or three vibrating gyroscope, for detecting a corresponding number of particular mutually orthogonal spatial directions.
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