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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bereits eine Stichsäge mit einer Fußplatte bekannt, welche zu einer Führung der gesamten Stichsäge vorgesehen ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugvorrichtung, insbesondere einer Sägenvorrichtung, mit wenigstens einer Führungseinheit, die zu einer wenigstens teilweisen Führung zumindest eines Maschinenkörpers und/oder einer Werkstückbearbeitungsbewegung vorgesehen ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugvorrichtung wenigstens eine Ausrichtungserfassungseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, eine Ausrichtung der Führungseinheit relativ zu einem Motorgehäuse und/oder relativ zu einer Werkzeugaufnahmeeinheit zu erfassen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass die Führungseinheit zu einer „wenigstens teilweisen” Führung zumindest eines Maschinenkörpers und/oder einer Werkstückbearbeitungsbewegung vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die Führungseinheit dazu vorgesehen ist, wenigstens einen Maschinenkörper und/oder wenigstens eine Werkstückbearbeitungsbewegung in wenigstens einer Richtung zu führen. Hierbei ist die Führungseinheit vorzugsweise dazu vorgesehen, an einer Oberfläche eines Werkstücks zu gleiten und den Maschinenkörper durch das Gleiten an der Oberfläche des Werkstücks zu führen. Unter einem „Maschinenkörper” soll insbesondere ein Teil der Werkzeugvorrichtung verstanden werden, der wenigstens einen Motor zu einem Antrieb eines Werkzeugs aufweist und welcher vorzugsweise wenigstens einen Handgriff aufweist, der dazu vorgesehen ist, von einem Bediener bei einem Betriebsvorgang umgriffen zu werden. Unter einem „Erfassen” einer Ausrichtung der Führungseinheit relativ zu einem Motorgehäuse und/oder relativ zu einer Werkzeugaufnahmeeinheit soll insbesondere ein Sensieren wenigstens einer Ausrichtungskenngröße und/oder ein Berechnen wenigstens einer Ausrichtungskenngröße aus wenigstens einer sensierten Kenngröße verstanden werden, wobei die Ausrichtungskenngröße eine Lage und/oder eine Position der Führungseinheit relativ zu dem Motorgehäuse und/oder relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinheit wenigstens teilweise und vorzugsweise vollständig beschreibt. Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine bedarfsgerechte Benutzbarkeit erreicht werden. Insbesondere kann eine präzise Bearbeitung eines Werkstücks erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ausrichtungserfassungseinheit dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Drehkenngröße einer Drehstellung der Führungseinheit relativ zu dem Motorgehäuse und/oder relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinheit zu erfassen. Unter einer „Drehkenngröße” soll insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, aus welcher ein Drehwinkel und insbesondere ein Drehwinkel, um welchen die Führungseinheit ausgehend von einer Referenzposition relativ zu dem Maschinenkörper verdreht ist, extrahiert und vorzugsweise von einer Auswerteeinheit berechnet werden kann. Damit kann eine komfortable Benutzbarkeit erreicht werden. Insbesondere kann eine flexible, einfache, präzise und funktionell vielfältig verwendbare Ausrichtung der Führungseinheit relativ zu dem Maschinengehäuse erreicht werden. Im Besonderen können Gehrungen besonders einfach und präzise gesägt werden.
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Vorzugsweise ist die Ausrichtungserfassungseinheit zu einer stufenlosen Erfassung der Ausrichtung vorgesehen. Darunter, dass „die Ausrichtungserfassungseinheit zu einer stufenlosen Erfassung der Ausrichtung vorgesehen ist”, soll insbesondere verstanden werden, dass die Ausrichtungserfassungseinheit dazu vorgesehen ist, Veränderungen der Ausrichtung der Führungseinheit relativ zu dem Motorgehäuse und/oder relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinheit, welche durch Veränderungen einer Ausrichtungskenngröße gekennzeichnet sind, derart zu erfassen, dass die Veränderungen der Ausrichtungskenngröße kontinuierlich erfasst werden, wobei sich das kontinuierliche Erfassen von einem stufenweisen Erfassen der Veränderungen der Ausrichtungskenngröße, bei welchem die Ausrichtungskenngröße nur eine endliche Anzahl bestimmter Werte annehmen kann, unterscheidet. Hierdurch können eine genaue Einstellbarkeit und insbesondere eine genaue Ausrichtung der Führungseinheit erreicht werden.
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Mit Vorteil weist die Ausrichtungserfassungseinheit wenigstens einen werkzeuglos lösbaren elektrischen Kontakt und/oder wenigstens einen Schalter und/oder zumindest einen Schleifkontakt auf. Unter einem „werkzeuglos lösbaren elektrischen Kontakt” soll insbesondere ein elektrischer Kontakt verstanden werden, der zerstörungsfrei und werkzeuglos unterbrochen werden kann. Damit kann eine kostengünstige Bauweise erreicht werden. Vorzugsweise bildet der elektrische Kontakt bzw. der Schleifkontakt ein Sensorelement, wodurch eine einfache Bauweise erzielt werden kann.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Ausrichtungserfassungseinheit wenigstens eine berührungslose Sensoreinheit aufweist. Unter einer „berührungslosen Sensoreinheit soll insbesondere eine Sensoreinheit verstanden werden, welche wenigstens einen Sensiervorgang berührungslos durchführt. Damit kann eine zuverlässige Funktionsweise erreicht werden. Insbesondere kann ein geringer Einfluss von Verschmutzungen auf einen Sensiervorgang erreicht werden.
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Mit Vorteil weist die berührungslose Sensoreinheit zumindest eine Kamera auf. Hierdurch können Bauteile eingespart werden. Insbesondere kann eine Kamera, deren Hauptaufgabe sich von der Ausrichtungserfassung unterscheidet, zu der Ausrichtungserfassung verwendet werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Führungseinheit wenigstens eine Positionserfassungsmarkierung aufweist. Unter einer „Positionserfassungsmarkierung” soll insbesondere eine Markierung verstanden werden, welche bei wenigstens einem Betriebsvorgang von der Ausrichtungserfassungseinheit dazu genutzt wird, eine Position der Führungseinheit relativ zu dem Motorgehäuse und/oder relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinheit zu bestimmen. Hierdurch kann eine einfache Bauweise erreicht werden.
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Mit Vorteil weist die Ausrichtungserfassungseinheit wenigstens einen Abstandssensor auf, wodurch eine zuverlässige Funktionsweise erreicht werden kann.
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Vorzugsweise weist die Werkzeugvorrichtung wenigstens eine Anzeigeeinheit auf, die dazu vorgesehen ist, eine Ausrichtungskenngröße anzuzeigen. Hierdurch kann eine komfortable Benutzbarkeit erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass ein Bediener über eine Ausrichtung der Führungseinheit informiert wird.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugvorrichtung wenigstens eine Ausrichtungseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Werkzeugaufnahmeeinheit und/oder ein Werkzeug selbsttätig relativ zu einer Bearbeitungsmarkierung auszurichten. Darunter, dass die Ausrichtungseinheit die Werkzeugaufnahmeeinheit und/oder das Werkzeug ausrichtet, soll insbesondere verstanden werden, dass die Ausrichtungseinheit die Werkzeugaufnahmeeinheit bzw. das Werkzeug relativ zu dem Motorgehäuse und/oder relativ zu dem Maschinenkörper bewegt. Unter einer „Bearbeitungsmarkierung” soll insbesondere eine Markierung auf einem Werkstück verstanden werden, entlang welcher das Werkzeug bewegt werden soll, um einen Bearbeitungsvorgang durchzuführen. Auf diese Weise kann eine komfortable Benutzbarkeit erreicht werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugvorrichtung wenigstens eine Deaktivierungseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Ausrichtungseinheit in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Führungseinheit relativ zu der Werkzeugaufnahmeeinheit und/oder relativ zu dem Motorgehäuse zu deaktivieren. Damit kann eine zuverlässige Funktionsweise erreicht werden. Insbesondere kann vermieden werden, dass bei einem Herstellen einer Gehrung mittels der Werkzeugvorrichtung die Ausrichtungseinheit aktiv ist, wodurch eine Fehlfunktion verhindert wird.
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Ferner wird eine Werkzeugmaschine mit der Werkzeugvorrichtung vorgeschlagen, wodurch eine bedarfsgerechte Benutzbarkeit erreichbar ist. Des Weiteren wird ein Verfahren, insbesondere mit der Werkzeugmaschine, vorgeschlagen, bei welchem eine Ausrichtung einer Führungseinheit, die zu einer wenigstens teilweisen Führung zumindest eines Maschinenkörpers und/oder einer Werkstückbearbeitungsbewegung vorgesehen ist, relativ zu einem Motorgehäuse und/oder relativ zu einer Werkzeugaufnahmeeinheit erfasst wird. Damit kann eine bedarfsgerechte Benutzbarkeit erreicht werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugvorrichtung,
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2 eine Ansicht der Werkzeugmaschine, wobei ein Maschinenkörper der Werkzeugmaschine relativ zu einem Gleitschuh der Werkzeugmaschine geneigt ist,
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3 eine Ansicht der Werkzeugmaschine, wobei der Gleitschuh, der eine Führungseinheit bildet, in einer Standardposition angeordnet ist,
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4a ein Kamerabild einer Positionserfassungsmarkierung des Gleitschuhs, wobei der Gleitschuh in der Standardposition angeordnet ist,
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4b ein Kamerabild der Positionserfassungsmarkierung des Gleitschuhs, wobei der Gleitschuh leicht aus der Standardposition ausgelenkt ist,
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4c ein Kamerabild der Positionserfassungsmarkierung des Gleitschuhs, wobei der Gleitschuh stark aus der Standardposition ausgelenkt ist,
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5 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Ausrichtungserfassungseinheit, wobei die Ausrichtungserfassungseinheit einen Abstandssensor aufweist,
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6 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Ausrichtungserfassungseinheit, wobei die Ausrichtungserfassungseinheit einen elektrischen Kontakt aufweist,
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7 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Ausrichtungserfassungseinheit, wobei die Ausrichtungserfassungseinheit ein Potentiometer aufweist, und
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8 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Positionserfassungsmarkierung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine Stichsäge mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung, welche als Stichsägenvorrichtung ausgebildet ist und eine Führungseinheit 10 aufweist. Die Führungseinheit 10 ist dazu vorgesehen, die Stichsäge und insbesondere einen Maschinenkörper 12 der Werkzeugvorrichtung, der ein Motorgehäuse 16 aufweist, bei einer Werkstückbearbeitungsbewegung, bei welcher ein Werkstück 38 gesägt wird, zu führen, indem die Führungseinheit 10 auf dem Werkstück 38 gleitet. Die Führungseinheit 10 ist relativ zu dem Maschinenkörper 12 in einer Standardposition angeordnet, welche nicht dazu vorgesehen ist, bei einem Betrieb der Stichsäge ein Werkstück mit einer Gehrung zu versehen. In der Standardposition ist eine Haupterstreckungsrichtung 64 eines als Sägeblatt ausgebildeten Werkzeugs 34 der Werkzeugvorrichtung senkrecht zu einer Oberfläche 44 der Führungseinheit 10 ausgerichtet. Die Führungseinheit 10 ist drehbar um eine Achse 40 relativ zu dem Maschinenkörper 12 gelagert, so dass ein Benutzer die als Gleitschuh ausgebildete Führungseinheit 10 relativ zu dem Maschinenkörper 12 um einen Winkel 42 aus der Standardposition in eine geneigte Position (2) drehen kann. Durch ein solches Drehen wird eine mit dem Maschinenkörper verbundene Werkzeugaufnahmeeinheit 18 der Werkzeugvorrichtung, in welcher das Werkzeug 34 der Werkzeugvorrichtung gehaltert ist, ebenfalls um den Winkel 42 um die Achse 40 gedreht. Durch einen Betrieb der Stichsäge in einem Zustand, in dem die Führungseinheit 10 um den Maschinenkörper 12 gedreht ist, kann das Werkstück 38 mittels der Stichsäge mit einer Gehrung versehen werden.
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Des Weiteren weist die Werkzeugvorrichtung eine Ausrichtungserfassungseinheit 14 auf, welche bei einem Betriebsvorgang den Winkel 42 stufenlos erfasst. Hierzu weist die Ausrichtungserfassungseinheit 14 eine berührungslose Sensoreinheit 24 mit einer Kamera 26 auf. Bei dem Betriebsvorgang nimmt die Kamera 26 eine Positionserfassungsmarkierung 28 (3) der Führungseinheit 10, die auf der Oberfläche 44 der Führungseinheit 10 angeordnet ist, auf. Die Positionserfassungsmarkierung 28 weist zwei Linien auf, die sich in einem Winkel von neunzig Grad schneiden. In Abhängigkeit davon, ob die Führungseinheit in der Standardposition angeordnet ist oder aus dieser um den Winkel 42 gedreht ist, nimmt die Kamera 26 die Positionserfassungsmarkierung 28 in unterschiedlicher Weise wahr (4a bis 4c), wobei ein Winkel, unter dem sich die zwei Linien schneiden, um so stärker von neunzig Grad abweicht, je größer der Winkel 42 ist. Ein Bild, das die Kamera 26 bei dem Betriebsvorgang aufnimmt, wird an eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) weitergeleitet, welche aus dem Winkel, unter dem sich die zwei Linien schneiden, den Winkel 42 berechnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit den Winkel 42 auch dadurch erlangen, dass die Auswerteeinheit in einem von der Kamera 26 aufgenommenen Bild einen Abstand eines Punkts einer ersten der Linien von einem Punkt einer zweiten der Linien bestimmt und mit Werten vergleicht, die in einer Speichereinheit der Auswerteeinheit gespeichert sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft für den Fall, dass nur einzelne Zeilen eines Bilds der Kamera 26 ausgewertet werden. Hierbei sind die Punkte Schnittpunkte einer im Bild der Kamera verlaufenden Geraden, die in der Standardposition der Führungseinheit 10 parallel zu einer Vorderkante 46 der Führungseinheit 10 ist, während des Betriebsvorgangs einen bestimmten Abstand zu der Vorderkante 46 hat und bei einem Drehen der Führungseinheit 10 relativ zu dem Maschinenkörper 12 relativ zu dem Maschinenkörper 12 fixiert ist. Die Kamera 26 ist ein Teil des Maschinenkörpers 12.
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Außerdem weist die Werkzeugvorrichtung eine Ausrichtungseinheit 32 auf, welche in einem Betriebsmodus die Werkzeugaufnahmeeinheit 18 und das Werkzeug 34 selbsttätig relativ zu dem Maschinenkörper 12 und relativ zu einer Bearbeitungsmarkierung 48 um eine Achse 50 dreht. Die Achse 50 verläuft senkrecht zu der Achse 40 und, falls eine Oberfläche 52 des Werkstücks 38, auf der die Führungseinheit 10 bei dem Betriebsvorgang gleitet, eben ist, senkrecht zu der Oberfläche 52. Die Kamera 26 und die Auswerteeinheit sind Teil der Ausrichtungseinheit. Die Kamera 26 nimmt ein Bild von der Bearbeitungsmarkierung 48 auf, gibt das Bild an die Auswerteeinheit weiter, welche mittels eines Motors (nicht dargestellt) der Werkzeugvorrichtung eine Drehung der Werkzeugaufnahmeeinheit 18 veranlasst, die, während eine Kraft von dem Benutzer entlang einer Längserstreckungsrichtung 54 auf den Maschinenkörper 12 ausgeübt wird, bewirkt, dass das Werkzeug 34 entlang der Bearbeitungsmarkierung 48 sägt. Die Auswerteeinheit gibt den berechneten Winkel 42 an eine Deaktivierungseinheit 36 der Werkzeugvorrichtung weiter, die, falls der Winkel 42 ungleich null Grad ist, die Ausrichtungseinheit 32 abschaltet.
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Bei dem Betriebsvorgang wird der Winkel 42 von einer als Display ausgebildeten Anzeigeeinheit 30 der Werkzeugvorrichtung angezeigt. Die Anzeigeeinheit 30 kann prinzipiell auch durch Leuchtdioden und Markierungen für verschiedene Winkel gebildet sein, wobei die Leuchtdioden die Markierungen markieren.
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Prinzipiell ist denkbar, dass die Führungseinheit 10 nicht relativ zu dem Maschinenkörper 12 drehbar ist, sondern frei auf einer Gehäuseschale des Maschinenkörpers 12 verschiebbar ist. Prinzipiell ist denkbar, dass eine Ausrichtung der Führungseinheit 10 relativ zu dem Maschinenkörper 12 mittels eines berührungslosen Sensors, der ein induktives oder kapazitives oder optisches Funktionsprinzip aufweist und beispielsweise ein Hall-Sensor oder ein magneto-resistiver Sensor sein kann, erfasst wird. Hierbei kann der Hall-Sensor beispielsweise an dem Hall-Sensor vorbeibewegte Magnete mitzählen. Ferner ist prinzipiell denkbar, dass die Ausrichtungserfassungseinheit 14 eine Gabel- und/oder Reflexionslichtschranke an dem Maschinenkörper aufweist, die Inkremente und/oder Markierungen und/oder einen codierten Maßstab, welche an der Führungseinheit 10 angebracht sein können, erfasst.
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Die Kamera 26 kann einen CCD- und/oder einen CMOS-Sensor aufweisen.
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In den 5 bis 8 sind alternative Ausführungsbeispiele dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den 5 bis 8 die Buchstabe „a”, „b” usw. hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 4, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 verwiesen werden kann.
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5 zeigt einen Teil einer Stichsäge mit einem alternativen Ausführungsbeispiel einer Ausrichtungserfassungseinheit 14a, welche einen Abstandssensor 29a aufweist, der ein Teil eines Maschinenkörpers 12a der Stichsäge ist und entfernt von einer Achse angeordnet ist, um welche eine Führungseinheit 10a der Stichsäge um den Maschinenkörpers 12a drehbar ist. Bei einem Betriebsvorgang misst der berührungslos funktionierende Abstandssensor 29a eine Entfernung zwischen einer Führungseinheit 10a der Stichsäge und dem Abstandssensor 29a entlang einer Geraden 56a, die relativ zu dem Maschinenkörpers 12a fixiert ist. Eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) der Stichsäge bestimmt aus der Entfernung einen Winkel, um den die Führungseinheit 10a relativ zu dem Maschinenkörper 12a gedreht ist.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Teils einer Ausrichtungserfassungseinheit 14b, die einen werkzeuglos lösbaren elektrischen Kontakt 20 aufweist. Der Kontakt 20 weist einen Schleifkontakt 22b auf, der an der Führungseinheit 10 befestigt ist. Ein metallischer Kontaktpunkt 60b ist an einem Bügel 58b, der ein Teil des Maschinenkörpers 12 ist, befestigt. An den Kontaktpunkt 60b und den Schleifkontakt 22b ist eine Spannung angelegt. Ist die Führungseinheit in einer Standardposition angeordnet, so fließt durch den Kontakt 20b Strom. Wird die Führungseinheit 10 aus der Standardposition herausgedreht, so ist ein Stromfluss durch den Kontakt 20 unterbrochen, wodurch erfasst werden kann, ob die Führungseinheit 10 in der Standardposition angeordnet ist. Prinzipiell ist denkbar, dass der Kontakt 20 durch einen Mikroschalter ersetzt ist.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Teils einer Ausrichtungserfassungseinheit 14c, die ein Potentiometer 62c aufweist. Das Potentiometer 62c weist einen metallischen Bügel 58c und einen Schleifkontakt 22c auf, der an der Führungseinheit 10 befestigt ist. Der Bügel 58c ist ein Teil des Maschinenkörpers 12. An das Potentiometer 62c ist eine konstante Spannung angelegt, so dass ein Strom, der durch das Potentiometer 62c fließt, von dem Winkel 42 abhängt, wodurch der Winkel 42 bestimmbar ist.
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8 zeigt eine Führungseinheit 10d mit alternativen Ausführungsbeispielen von Positionserfassungsmarkierungen 28d. Die beiden Positionserfassungsmarkierungen 28d sind jeweils als Linien ausgebildet und in einer Draufsicht auf die Führungseinheit 10d auf verschiedenen Seiten neben einem Werkzeug 34d angeordnet. Prinzipiell kann die Führungseinheit 10d auch nur eine einzige der Positionserfassungsmarkierungen 28d aufweisen.
