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Stand der Technik
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Es sind Ortungsgeräte bekannt, die dazu vorgesehen sind, an Wänden, Fußböden oder Decken angewandt zu werden, um Informationen über in den Wänden, Fußböden oder Decken verborgene Gegenstände, wie insbesondere Wasser-, Strom- und/oder Gasleitungen, zu erhalten.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird eine Handwerkzeugvorrichtung mit wenigstens einer Kopplungseinheit, die dazu vorgesehen ist, wenigstens ein Ortungsgerät mit einer Handwerkzeugmaschine fest zu koppeln, vorgeschlagen. Dabei soll unter einer „Kopplungseinheit” insbesondere eine Einheit verstanden werden, die gezielt dazu vorgesehen ist, eine Handwerkzeugmaschine und ein Ortungsgerät fest zu verbinden, wobei die Kopplungseinheit vollständig getrennt von der Handwerkzeugmaschine und dem Ortungsgerät ausgebildet sein kann oder vorteilhaft zumindest teilweise einstückig mit der Handwerkzeugmaschine und/oder mit dem Ortungsgerät ausgebildet sein kann. Ist die Handwerkzeugmaschine und/oder das Ortungsgerät ein Teil der Handwerkzeugvorrichtung und/oder umfasst die Handwerkzeugvorrichtung zumindest teilweise die Handwerkzeugmaschine und/oder das Ortungsgerät, kann eine vorteilhafte Abstimmung zwischen der Kopplungseinheit und der Handwerkzeugmaschine und/oder dem Ortungsgerät erreicht werden.
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Unter „fest gekoppelt” soll insbesondere verstanden werden, dass die Handwerkzeugmaschine und das Ortungsgerät im gekoppelten Zustand fest miteinander verbunden sind, so dass diese insbesondere durch Führen nur an einem der beiden Geräte, insbesondere durch Führen an der Handwerkzeugmaschine, diese gemeinsam im freien Raum, insbesondere in beliebigen Ausrichtungen, bewegt und damit insbesondere auch gemeinsam über einen zu untersuchenden Untergrund bewegt werden können. Unter „vorgesehen” soll speziell ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden werden. Unter einem „Ortungsgerät soll insbesondere ein Gerät verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, Informationen über in einem Material verborgene Gegenstände, wie insbesondere Wasser-, Gas- und/oder Stromleitungen in einer Wand, einer Decke und/oder in einem Fußboden usw., zu liefern. Dabei kann das Ortungsgerät auf verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Technologien basierend funktionieren. Insbesondere sind induktive Geräte, kapazitive Geräte, Netzspannungsdetektoren, die kapazitiv, passiv, ohne Erzeugung eines elektrischen Feldes, ein Wechselspannungsfeld einer Netzspannungsleitung erfassen, Hochfrequenzdetektoren und/oder besonders vorteilhaft Radargeräte, die Radarimpulse, vorzugsweise UWB-Messsignale, nutzen, die ausgesendet und an zu erfassenden Objekten reflektiert werden, denkbar. Dabei soll unter einem „UWB-Messsignal” insbesondere ein Ultrabreitbandsignal verstanden werden, wobei das Ultrabreitbandsignal ein Frequenzspektrum mit einer Mittenfrequenz und einer Frequenzbandbreite von zumindest 500 MHz aufweist. Die Mittenfrequenz ist vorzugsweise im Frequenzbereich von 1 GHz bis 15 GHz gewählt. Vorzugsweise umfasst das Ortungsgerät eine Materialerkennungseinheit, die dazu vorgesehen ist, eine Materialart zu erkennen, wie insbesondere Eisen oder ein ähnliches Material. Durch eine entsprechende Einheit kann eine hohe Zuverlässigkeit erreicht werden. Unter einer „Handwerkzeugmaschine” soll insbesondere ein Gerät mit einer Antriebseinheit, wie insbesondere mit einer Motoreinheit, verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Werkzeugaufnahme und über die Werkzeugaufnahme ein Werkzeug anzutreiben. Insbesondere soll eine Handwerkzeugmaschine verstanden werden, die zum Schneiden, Fräsen und/oder Bohren vorgesehen ist. Ganz besonders bevorzugt sind Schlitzfräsen, die dazu vorgesehen sind, eine Wand und/oder eine Decke zur Verlegung von Leitungen aufzufräsen. Durch eine entsprechende Ausgestaltung kann eine besonders vorteilhaft sichere Handhabung erreicht werden. Es können bei einer komfortablen Bedienung Beschädigungen an der Handwerkzeugmaschine und an verborgenen Gegenständen einfach vermieden werden.
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Weist die Handwerkzeugvorrichtung wenigstens eine Datenübertragungseinheit auf, die zu einer Datenübertragung zwischen dem Ortungsgerät und der Handwerkzeugmaschine vorgesehen ist, können vorteilhafte Wechselbeziehungen zwischen dem Ortungsgerät und der Handwerkzeugmaschine zur weiteren Steigerung der Sicherheit und des Komforts genutzt werden. Unter einer „Datenübertragungseinheit” sollen sowohl materialgebundene, wie insbesondere leitungsgebundene, sowie auch drahtlose Datenübertragungseinheiten verstanden werden, die beispielsweise auf Funk- und/oder Infrarotbasis funktionieren können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugvorrichtung wenigstens eine Warnsignaleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest abhängig von wenigstens einem Signal des Ortungsgeräts wenigstens ein Warnsignal auszugeben, wodurch die Sicherheit weiter erhöht werden kann. Unter einem „Warnsignal” sollen dabei sowohl Signale an Gerätekomponenten, wie besonders vorteilhaft Maschinensteuer- und/oder Maschinenregelungssignale, und/oder Signale an einen Bediener verstanden werden, wie optische, akustische Signale und/oder mechanische Signale. Mittels Maschinensteuer- und/oder Maschinenregelungssignalen kann die Handwerkzeugmaschine vorteilhaft zumindest teilautomatisch an durch das Ortungsgerät erfasste Randparameter angepasst und die Sicherheit kann erhöht werden, und zwar insbesondere, wenn die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, ein Motorsteuersignal auszugeben. Unter einem „mechanischen Signal” soll insbesondere ein Steuer- und/oder Regelungssignal, wie insbesondere zur Abschaltung der Handwerkzeugmaschine, zur Einstellung einer Kenngröße, wie einer Leistung, insbesondere auch auf eine Leistungsstufe ungleich Null, zur Einleitung eines taktilen Signals, wie insbesondere einem Vibrieren der Handwerkzeugmaschine, usw., verstanden werden.
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Zumindest ein von der Warnsignaleinheit ausgegebenes Signal ist vorteilhaft variabel, insbesondere abhängig von einem von dem Ortungsgerät ausgegebenen Signal, ausgestaltet. So sind vorzugsweise betreffend taktile Signale insbesondere unterschiedliche Vibrationsarten und/oder Stärken, betreffend akustische Signale insbesondere unterschiedliche Tonhöhen, Tonlautstärken, Tonfolgen, Rhythmen, Melodien und/oder betreffend optische Signale insbesondere unterschiedliche Farben bzw. Wellenlängen, Lichtstärken, Blinkrhythmen, Beleuchtungsbereiche usw. denkbar. Es können damit vorteilhaft abhängig von einem Grad einer vorliegenden Gefährdung vorteilhaft unterschiedliche Signale ausgegeben werden.
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Die Warnsignaleinheit kann dabei in einer vom Ortungsgerät und der Handwerkzeugmaschine getrennten Einheit und/oder kann vorteilhaft zumindest teilweise im Ortungsgerät und/oder besonders vorteilhaft in der Handwerkzeugmaschine integriert sein. Besonders bevorzugt ist die Warnsignaleinheit zumindest teilweise einstückig mit einer Maschinensteuerungs- und/oder Regelungseinheit ausgebildet, wodurch zusätzliche Bauteile, Bauraum, Gewicht, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Warnsignaleinheit dazu vorgesehen ist, wenigstens ein Einstellsignal zur Einstellung einer Schnitt-, Bohr- und/oder Frästiefe auszugeben. Durch eine entsprechende Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Anpassung der Schnitt-, Bohr- und/oder Frästiefe an vorliegende Randparameter erreicht werden. Das Einstellsignal kann zur Aufnahme von einem Bediener und damit zur manuellen Einstellung durch den Bediener und/oder kann zur zumindest teilautomatisierten Einstellung vorgesehen sein. Im letzteren Fall weist die Handwerkzeugvorrichtung vorteilhaft wenigstens eine Einstellvorrichtung auf, die dazu vorgesehen ist, abhängig von dem Einstellsignal zumindest teilautomatisiert die Schnitt-, Bohr- und/oder Frästiefe einzustellen. Die Einstelleinheit weist hierfür vorzugsweise zumindest einen Aktor, wie vorzugsweise einen elektrischen und/oder ein elektromagnetischen Aktor, auf, der dazu vorgesehen ist, ein Werkzeug, wie insbesondere ein Fräswerkzeug, relativ zu einer Auflagefläche, insbesondere einer Führungsfläche, zur Einstellung zu bewegen. Werkzeuge, wie insbesondere Fräsblätter, können aus einem zu bearbeitenden Untergrund heraus bewegt und/oder nur soweit eingeführt werden, dass ein durch einen Nutzer und/oder einem vorgegebenen Wert bestimmter Mindestabstand zwischen einem vom Ortungsgerät detektierten Objekt und dem Werkzeug stets sicher eingehalten wird.
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Vorzugsweise weist die Handwerkzeugvorrichtung wenigstens eine Bildschirmeinheit auf, die zur Ausgabe von Ortungsinformationen vorgesehen ist, wodurch eine vorteilhafte Informationsübergabe an einen Bediener erreicht werden kann. Die Bildschirmeinheit kann wiederum in einer vom Ortungsgerät und der Handwerkzeugmaschine getrennten Einheit und/oder zumindest teilweise im Ortungsgerät und/oder besonders vorteilhaft in der Handwerkzeugmaschine integriert sein.
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Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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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1 zeigt eine schematisch dargestellte Handwerkzeugvorrichtung mit einer von einer Schlitzfräse gebildeten Handwerkzeugmaschine 14, einem Ortungsgerät 12 mit einer UWB-Messeinheit 48 und einer Kopplungseinheit 10, die die Handwerkzeugmaschine 14 und das Ortungsgerät 12 fest miteinander koppelt. Die Handwerkzeugmaschine 14 weist ein Maschinengehäuse 24 auf, in dem ein Motor 26 zum Antrieb eines scheibenförmigen Fräswerkzeugs 28 angeordnet ist. Die Handwerkzeugmaschine 14 weist eine Einstellvorrichtung 20 auf, mittels der manuell von einem Bediener und automatisiert eine Frästiefe 32 einstellbar ist. Zur automatischen Einstellung weist die Einstellvorrichtung 20 einen elektrischen Stellaktor 50 auf. Mittels der Einstellvorrichtung 20 kann das scheibenförmige Fräswerkzeug 28 relativ zu einem Führungsschlitten 30 verstellt werden, und zwar kann das Maschinengehäuse 24 gemeinsam mit dem Fräswerkzeug 28 relativ zu dem Führungsschlitten 30 verschwenkt werden. Der Führungsschlitten 30 weist eine Ausnehmung auf, durch die, je nach Schwenkwinkel das Fräswerkzeug 28 weiter oder weniger weit hindurch ragt, wobei sich die Frästiefe 32 aus einem Überstand des Fräswerkzeugs 28 über eine untere Führungsfläche 34 des Führungsschlittens 30 ergibt. Die Einstellvorrichtung 20 weist an einem in einer Hauptarbeitsrichtung 36, in welcher die Handwerkzeugmaschine 14 während eines Arbeitsvorgangs bewegt wird, weisenden Ende eine gebogene Führungsschiene 38 auf, die das Maschinengehäuse 24 mit dem Fräswerkzeug 28 und dem Führungsschlitten 30 während einer Schwenkbewegung führt.
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Das Ortungsgerät 12 ist in Hauptarbeitsrichtung 36 nach einem Aufnahmebereich des Fräswerkzeugs 28 angeordnet. Das Ortungsgerät 12 ist am Führungsschlitten 30 der Handwerkzeugmaschine 14 mittels Befestigungsmitteln 40 der Kopplungseinheit 10 lösbar befestigt. Die Befestigungsmittel 40 werden von Rastmitteln gebildet, wodurch eine schnelle und einfache Montage und Demontage des Ortungsgeräts 12 ermöglicht wird. Grundsätzlich sind jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Befestigungsmittel denkbar, wie insbesondere Schrauben usw.
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Die Handwerkzeugvorrichtung umfasst eine Datenübertragungseinheit 16, die zu einer Datenübertragung zwischen dem Ortungsgerät 12 und der Handwerkzeugmaschine 14 vorgesehen ist. Die Datenübertragungseinheit 16 weist eine Funksendeeinheit im Ortungsgerät 12 und eine Funkempfangseinheit in der Handwerkzeugmaschine 14 zur drahtlosen Datenübertragung auf. Alternativ könnte auch eine drahtgebundene Datenübertragungseinheit vorgesehen sein.
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Die Handwerkzeugvorrichtung umfasst eine Bildschirmeinheit 22, die zur Ausgabe von Ortungsinformationen vorgesehen ist. Die Bildschirmeinheit 22 ist ein Teil der Handwerkzeugmaschine 14 und umfasst einen schwenkbar gelagerten Bildschirm. Von dem Ortungsgerät 12 erfasste Informationen werden über die Datenübertragungseinheit 16 an die Handwerkzeugmaschine 14 übertragen, werden in einer Datenverarbeitungseinheit 46 der Handwerkzeugmaschine 14 verarbeitet und entsprechend abhängig von Bedienereinstellungen am Bildschirm ausgegeben.
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Ferner umfasst die Handwerkzeugmaschine 14 eine Warnsignaleinheit 18, die dazu vorgesehen ist, mechanische, optische und akustische Warnsignale auszugeben. Die Warnsignaleinheit 18 ist in der Handwerkzeugmaschine 14 integriert. Die Warnsignaleinheit 18 ist innerhalb des Maschinengehäuses 24 angeordnet und einstückig mit der Datenverarbeitungseinheit 46 und einer Maschinensteuer- und Maschinenregelungseinheit ausgebildet. Die Warnsignaleinheit 18 weist eine Recheneinheit, eine Speichereinheit und ein in der Speichereinheit gespeichertes Betriebsprogramm auf.
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Wird die Handwerkzeugmaschine 14 bei einem Arbeitsvorgang gemeinsam mit dem Ortungsgerät 12 von einem Bediener über einen Untergrund bewegt, wird während eines Fräsprozesses mittels des Fräswerkzeugs 28 ein Ortungsvorgang mittels des Ortungsgeräts 12 durchgeführt. In der Warnsignaleinheit 18 ist eine Sicherheitszone 42 und eine Gefahrenzone 44 definiert. Die Sicherheitszone 42 ist ein Bereich mit einem Abstand zwischen 2 cm und 3 cm von dem Teil des Fräswerkzeugs 28, der durch den Führungsschlitten 30 hindurch tritt. Die Gefahrenzone 44 ist ein Bereich, der sich zwischen der Sicherheitszone 42 und dem Fräswerkzeug 28 befindet. Die Sicherheitszone 42 und die Gefahrenzone 44 sind durch den Bediener einstellbar, d. h. ein Bediener kann insbesondere die Größe der Zonen 42, 44 verändern. Um darauf zu schließen, ob ein vom Ortungsgerät 12 georteter Gegenstand in oder außerhalb der Zonen 42, 44 liegt, werden von der Warnsignaleinheit 18 Positionskenngrößen des georteten Gegenstands und Bewegungskenngrößen der Handwerkzeugmaschine 14, insbesondere in Hauptarbeitsrichtung 36, ausgewertet. Die Bewegungskenngrößen der Handwerkzeugmaschine 14 werden vom Ortungsgerät 12 erfasst, wodurch zusätzliche Sensoren und damit verbundener Bauraum, Gewicht und Kosten eingespart werden können. Alternativ und/oder zusätzlich könnten jedoch auch weitere Sensoren vorgesehen sein, die zu einer Erfassung einer Bewegung der Handwerkzeugmaschine 14 vorgesehen sind.
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Liegt ein vom Ortungsgerät 12 georteter Gegenstand außerhalb der Sicherheitszone 42, wird dem Bediener durch ein grünes optisches Signal über die Bildschirmeinheit 22 eine vorliegende sichere Funktion angezeigt. Liegt der geortete Gegenstand innerhalb der Sicherheitszone 42, wird der Bediener durch ein gelbes optisches Signal und einen ersten akustischen Ton darauf hingewiesen. Wird die Sicherheitszone 42 unterschritten und befindet sich der geortete Gegenstand in der Gefahrenzone 44, gibt die Warnsignaleinheit 18 ein Maschinensteuerungssignal aus, mit dem der Motor 26 gestoppt wird. Zusätzlich gibt die Warnsignaleinheit 18 ein Einstellsignal an die Einstellvorrichtung 20 aus, die abhängig von dem Einstellsignal automatisiert die Frästiefe 32 einstellt, und zwar reduziert, so dass das Fräswerkzeug 28 aus dem Untergrund heraus bewegt wird. Ferner wird der Bediener mit einem roten optischen Signal und einem zweiten akustischen Ton auf den Zustand hingewiesen.
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Durch eine Resetfunktion kann die Handwerkzeugmaschine 14 wieder in Betrieb genommen werden. Hierzu muss ein Einschaltbedienelement von dem Bediener losgelassen werden. Alternativ und/oder zusätzlich sind auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Resetabläufe denkbar, insbesondere könnte auch eine spezielle Resettaste und/oder ein Sicherungsschalter vorgesehen sein, die vor einer erneuten Inbetriebnahme vom Bediener betätigt werden müssen, und/oder eine erneute Inbetriebnahme wird bereits durch eine Deaktivierung der Warnsignaleinheit 18 ermöglicht.
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Die Ausgabe einzelner Signale und auch Gruppen von Signalen der Warnsignaleinheit 18 können durch einen Bediener ein- und ausgeschaltet werden. Insbesondere können von einem Bediener einzelne, durch die Warnsignaleinheit 18 ausgelöste Aktionen aktiviert oder deaktiviert werden.
