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Stand der Technik
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Aus der
DE 39 12 991 A1 ist bereits eine Handbohrmaschine mit einer Vorrichtung zum Einhalten einer Bohrtiefe bekannt. Diese ist als einstellbarer, mechanischer Tiefenanschlag ausgebildet. Ein Benutzer kann das Erreichen der Bohrtiefe erkennen, indem der Tiefenanschlag bei Erreichen der Bohrtiefe eine Oberfläche eines Werkstücks, in das ein Bohrloch gebohrt wird, erreicht. Der Tiefenanschlag kann mit einer Schalteinrichtung ausgestattet sein, die den Bohrvorgang durch einen Schaltvorgang beendet, sobald der Tiefenanschlag gegen die Oberfläche des Werkstücks gedrückt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere einer Bohrmaschine, mit einer Vorrichtung zum Einhalten einer Bohrtiefe.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zum Einhalten der Bohrtiefe eine elektronische Steuereinheit enthält. Unter einer „Steuereinheit” soll insbesondere einen Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, abhängig von zumindest einem Sollwert und zumindest einem Eingangssignal zumindest ein Ausgangssignal zu erzeugen. Die Steuereinheit kann als eigene Einheit ausgeführt sein. Bevorzugt ist die Steuereinheit in eine Handwerkzeugmaschinensteuereinheit integriert. Unter einer „Handwerkzeugmaschinensteuereinheit” soll eine Einheit verstanden werden, die zur Steuerung einer Handwerkzeugmaschine dient. insbesondere kann die Handwerkzeugmaschinensteuereinheit eine Leistungselektronik zur Ansteuerung eines Motors enthalten. Bevorzugt ist die Steuereinheit auf einer Platine und/oder in einem Modul der Handwerkzeugmaschinensteuereinheit angeordnet und/oder Teil der Handwerkzeugmaschinensteuereinheit. Unter einem „Sollwert” soll insbesondere eine Vorgabe einer gewünschten Bohrtiefe verstanden werden. Die gewünschte Bohrtiefe kann vorzugsweise von einem Benutzer über Eingabemittel, wie z. B. einem Drehrad und/oder Tasten, vorgegeben werden. Bevorzugt kann der Benutzer die gewünschte Bohrtiefe über einen festen Anschlag und/oder einen beweglichen Anschlag einstellen. Ein Abstand zwischen den Anschlägen kann die gewünschte Bohrtiefe repräsentieren. Insbesondere können die Anschläge Bestandteil einer Messeinrichtung sein, mit der die Steuereinheit eine gewünschte Bohrtiefe aus dem Abstand zwischen den Anschlägen ermitteln kann. Vorteilhaft kann zum Beispiel eine Länge eines Dübels gemessen werden, indem der Dübel zwischen die beiden Anschläge gebracht wird und ein Abstand der Anschläge der Länge des Dübels angepasst wird. Unter einem „Dübel” soll insbesondere ein Bauelement verstanden werden, welches in ein Bohrloch eingesetzt wird, um das Bohrloch zur besonders sicheren Aufnahme einer Schraube vorzubereiten. Besonders bevorzugt kann die gewünschte Bohrtiefe automatisch ermittelt werden. Die gewünschte Bohrtiefe kann abhängig von einem Durchmesser eines benutzten Werkzeugs, insbesondere eines Bohrers, ermittelt werden. Es können in einem Bohrfutter Mittel zur Erkennung des Durchmessers des verwendeten Bohrers vorgesehen sein. Besonders bevorzugt kann die gewünschte Bohrtiefe durch Erkennen eines Dübeltyps ermittelt werden. Der Dübeltyp kann durch eine Eingabe über Eingabemittel an die Steuereinheit übermittelt werden oder bevorzugt direkt erkannt werden. Der Dübeltyp. kann vorteilhaft durch das Scannen eines Barcodes und/oder einer Beschriftung des Dübels oder eines Barcodes und/oder einer Beschriftung der Verpackung des Dübels erkannt werden. Besonders bevorzugt kann der Dübel durch ein optisches System mit einer Bildverarbeitung der Handwerkzeugmaschine erkannt werden. Die Steuereinheit kann eine Datenbank mit Bohrtiefen und/oder Regeln enthalten, die gewünschte Bohrtiefen erzeugen. Die Bohrtiefen können vorteilhaft abhängig von Werkzeug und/oder Dübeltypen sein. Eine empfohlene Bohrtiefe kann von der Steuereinheit anhand eines Schraubentyps und/oder Durchmessers und/oder anhand des verwendeten Bohrers und/oder anhand eines Materials des Werkstücks berechnet werden. Der Sollwert der gewünschten Bohrtiefe kann auch durch Ausmessen einer vorhandenen Bohrung erfolgen. Der Bohrer kann an einem Werkstück mit einer gewünschten Bohrtiefe in die Bohrung eingeführt werden. Die Steuereinheit kann die gewünschte Bohrtiefe messen und speichern. Der Benutzer kann die von der Steuereinheit ermittelte gewünschte Bohrtiefe vorteilhaft durch eine Eingabe korrigieren. insbesondere kann der Benutzer angeben, dass die gewünschte Bohrtiefe um einen Betrag tiefer oder weniger tief sein soll. Es kann eine besonders komfortable und genaue Einhaltung einer gewünschten Bohrtiefe erreicht werden. Die Vorrichtung kann bei einer großen Vielzahl von Werkstücken eingesetzt werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die elektronische Steuereinheit über Mittel verfügt, die dazu vorgesehen sind, einen Bohrbeginn festzustellen. Unter einem „Bohrbeginn” soll insbesondere das Aufsetzen des Bohrers, insbesondere des drehenden Bohrers, auf ein Werkstück und/oder der Beginn einer Spanbildung am. Bohrloch verstanden werden. Der Bohrbeginn kann durch den Benutzer festgestellt werden. Bevorzugt kann der Benutzer, nachdem er den Bohrer auf das Werkstück aufsetzt, einen Werkzeugschalter drücken, so dass sich ein Motor, der den Bohrer antreibt, zu drehen beginnt. Die Steuereinheit kann das Drücken des Werkzeugschalters als Bohrbeginn interpretieren. Bevorzugt kann ein eigener Knopf oder eine andere geeignete Eingabevorrichtung vorgesehen sein, die vom Benutzer zum Anzeigen des Bohrbeginns betätigt wird. Besonders bevorzugt kann der Bohrbeginn von der Steuereinheit automatisch erkannt werden. Es kann eine Vorrichtung, die eine Stromaufnahme des Motors, der den Bohrer antreibt, misst und/oder die ein Drehmoment des Motors ermittelt, vorgesehen sein. Eine steigende Stromaufnahme und/oder ein steigendes Drehmoment kann den Bohrbeginn kennzeichnen. Bevorzugt können Mittel vorhanden sein, die eine Vibration und/oder ein Geräusch erfassen können, um den Bohrbeginn festzustellen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Druckmesseinheit, insbesondere ein Piezo-Element, im und/oder am. Bohrfutter angeordnet sein, welches einen Druck auf den Bohrer misst, wenn der Bohrer auf das Werkstück gedrückt wird. Es kann ein Messfühler vorgesehen sein, der bei Bohrbeginn das Werkstück berührt und ein Signal ausgibt. Ein Entfernungsmesser, insbesondere ein Laserentfernungsmesser, kann eine Entfernung von der Handwerkzeugmaschine zum Werkstück messen. Bei bekannter aus der Handwerkzeugmaschine ragender Werkzeuglänge kann die Steuereinheit den Bohrbeginn erkennen, wenn eine gemessene Entfernung zum Werkstück der entsprechenden Länge entspricht. Es können verschiedene, hier vorgeschlagene oder dem Fachmann geläufige Methoden zum Feststellen eines Bohrbeginns kombiniert und/oder wahlweise eingesetzt werden. Es kann besonders zuverlässig bei einer großen Anzahl verschiedener Werkstücke ein Bohrbeginn festgestellt werden. Es kann abhängig vom Werkstück, dem Werkzeug und der Bohraufgabe eine besonders geeignete Methode zum Feststellen des Bohrbeginns eingesetzt werden.
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Bevorzugt verfügt die elektronische Steuereinheit über Mittel, die dazu vorgesehen sind, einen zurückgelegten Bohrweg zu messen. Unter einem „zurückgelegten Bohrweg” soll insbesondere ein Weg vom Bohrbeginn bis zu einer aktuellen Position des Bohrers im Werkstück verstanden werden. Der zurückgelegte Bohrweg kann eine momentane Tiefe des Bohrlochs repräsentieren. Der zurückgelegte Bohrweg kann insbesondere durch einen Entfernungsmesser, bevorzugt einen Laserentfernungsmesser, bestimmt werden. Der zurückgelegte Bohrweg kann auch durch das Integrieren eines Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssignals ab Bohrbeginn ermittelt werden, wie ein Signal eines Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssensors. Es kann ein beweglicher, mechanischer Messfühler vorgesehen sein. Der Messfühler kann eine Oberfläche eines Werkstücks kontaktieren. Bei einem Bohrvorgang taucht der Bohrer in das Werkstück ein, während der Messfühler an der Oberfläche des Werkstücks bleibt. Eine Relativbewegung zwischen Messfühler und Bohrer kann dem Bohrweg entsprechen. Bevorzugt kann der Messfühler mit einer Wegmesseinrichtung ausgestattet sein. Besonders bevorzugt kann der Messfühler mit einer ganz oder teilweise geschlossenen, ringförmigen Auflage zur Kontaktierung des Werkstücks ausgestattet sein. Insbesondere kann die ringförmige Auflage um das Werkzeug angeordnet sein. Eine ringförmige Auflage kann auch ein schmales Werkstück und/oder bei einem stirnseitigen Bohren eines Werkstücks dieses zuverlässig kontaktieren. Eine momentane Bohrtiefe kann besonders einfach und zuverlässig festgestellt werden. Es kann vorteilhaft eine Bohrtiefe auch bei Anwendungen festgestellt werden, bei denen kein Tiefenanschlag eingesetzt werden kann.
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Weiter wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Bohrung mit einer gewünschten Bohrtiefe vorgeschlagen, bei dem eine elektronische Steuereinheit eine gewünschte Bohrtiefe ermittelt, einen Bohrbeginn feststellt und nachfolgend einen zurückgelegten Bohrweg misst und bei Erreichen der gewünschten Bohrtiefe zumindest ein Signal ausgibt, welches den Bohrvorgang beendet und/oder das Erreichen der gewünschten Bohrtiefe anzeigt. Eine aktuelle Bohrtiefe kann auf einem Display angezeigt werden, so dass der Benutzer den Bohrvorgang abbrechen kann, sobald eine gewünschte Bohrtiefe erreicht ist. Das Display kann die Bohrtiefe direkt anzeigen, zum Beispiel in mm. Bevorzugt kann eine Anzeige dazu vorgesehen sein, ein Erreichen einer gewünschten Bohrtiefe und/oder eine Annäherung an eine gewünschte Bohrtiefe durch Symbole und/oder Farben anzuzeigen. Bevorzugt kann eine Anzeige während des Bohrens vor Erreichen der gewünschten Bohrtiefe grün leuchten, kurz vor Erreichen der gewünschten Bohrtiefe kann die oder eine weitere Anzeige gelb leuchten und bei Erreichen der gewünschten Bohrtiefe kann die oder eine weitere Anzeige rot leuchten. Es sind auch andere Farben und/oder Symbole zur Signalisation denkbar. Besonders bevorzugt kann die Steuereinheit den Bohrvorgang bei Erreichen der gewünschten Bohrtiefe abbrechen. Die Steuereinheit kann bei Erreichen der gewünschten Bohrtiefe einen Motor der Handwerkzeugmaschine abschalten und/oder ein Antriebsdrehmoment auf Null regeln. Es kann ein besonders sicheres Einhalten der gewünschten Bohrtiefe erreicht werden. in einem weiteren Betriebsmodus kann bei Erreichen einer gewünschten Bohrtiefe ein Signal ausgegeben werden, welches ein Antriebsdrehmoment und/oder eine Antriebsdrehzahl geeignet verändert, insbesondere reduziert. Ein Benutzer kann die gewünschte Bohrtiefe etwas geringer als eine Dicke eines Werkstücks wählen, Bevor das Werkstück vollständig durchbohrt wird kann die Steuereinheit eine Drehzahl des Bohrers reduzieren. Der Benutzer kann das Werkstück gegen Ende des Bohrvorgangs besonders vorsichtig vollständig durchbohren. Der Benutzer kann das Bohren, bevor das Werkstück vollständig durchbohrt ist, abbrechen und es anschließend von der Gegenseite her durchbohren. Eine Beschädigung der Werkstückrückseite, insbesondere ein Absplittern eines Furniers, kann vermieden werden.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln beitrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine, die als Bohrmaschine ausgeführt ist, mit einer Vorrichtung 10 zum Einhalten einer Bohrtiefe 12, die eine elektronische Steuereinheit 14 enthält. Ein Benutzer gibt über Bedientasten 18 eine gewünschte Bohrtiefe 12 vor. Die vom Benutzer eingestellte, gewünschte Bohrtiefe wird auf einem Display 20 angezeigt. Die elektronische Steuereinheit 14 verfügt über Mittel, die dazu vorgesehen sind, einen Bohrbeginn festzustellen. Die elektronische Steuereinheit 14 verfügt weiter über Mittel, die dazu vorgesehen sind, einen zurückgelegten Bohrweg 16 zu messen. Ein Messfühler 22 ist auf die Länge eines Bohrers 24 abgestimmt, so dass er ein Werkstück 26 gleichzeitig mit dem Bohrer 24 berührt, wenn ein Benutzer den Bohrer 24 auf dem Werkstück 26 ansetzt. Der Messfühler 22 ist in einer Führung 28 in Richtung der Achse des Bohrers 24 federnd verschiebbar gelagert, so dass der Messfühler 22 von nicht dargestellten Federmitteln in Richtung des Bohrers 24 gedrückt wird. Vor Bohrbeginn drückt der Benutzer einen Geräteschalter 30, um über einen nicht dargestellten Motor den Bohrer 24 anzutreiben. Sobald der Bohrer 24 beginnt, ein Bohrloch 32 zu erzeugen, wird der Messfühler 22 um den Bohrweg 16 gegen eine Kraft der Federmittel verschoben. Über eine Wegmesseinrichtung 34 kann der Bohrweg 16 gemessen werden. Beginnt sich der Messfühler 22 um einen Bohrweg 16 zu bewegen, stellt die Steuereinheit 14 den Bohrbeginn fest. Die Messeinrichtung 34 ist im Ausführungsbeispiel als Schleifwiderstand ausgeführt. Die Steuereinheit 14 wertet einen sich mit dem Bohrweg 16 ändernden Widerstand des Schleifwiderstands aus und ermittelt aus diesem den Bohrweg 16. Der zurückgelegte Bohrweg 16 wird auf dem Display 20 angezeigt. Ist die gewünschte Bohrtiefe 12 erreicht, gibt die Steuereinheit 14 ein Signal aus, welches den Motor der Handwerkzeugmaschine abschaltet, so dass der Bohrer 24 zum Stillstand kommt. Wird ein Bohrer 24 verwendet, der kürzer als der Messfühler 22 in seiner Ausgangsposition ist, kann die Länge des Bohrers 24 vom Benutzer vor Bohrbeginn über die Bedientasten 18 eingegeben werden. Setzt der Benutzer die Handwerkzeugmaschine auf das Werkstück 26 an wird zuerst der Messfühler 22 das Werkstück 26 berühren. Der Benutzer drückt die Handwerkzeugmaschine so lange gegen das Werkstück 26 bis der Bohrer 24 das Werkstück 26 berührt. Die Steuereinheit 14 erkennt den Bohrbeginn, nachdem der Messfühler 22 so weit verschoben wurde, dass seine Länge der vom Benutzer eingegebenen Länge des verwendeten Bohrers 24 entspricht.
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Die Handwerkzeugmaschine verfügt über eine Messeinrichtung 36 zu einer Längenmessung. Die Messeinrichtung 36 verfügt über einen festen Anschlag 38 und einen federnd verschiebbar gelagerten Anschlag 40. Die Messeinrichtung 36 ist dazu vorgesehen, eine gewünschte Bohrtiefe 12 direkt zu messen. Es kann eine Länge zum Beispiel eines Dübels gemessen werden, indem der Dübel zwischen den festen Anschlag 38 und den beweglichen Anschlag 40 gelegt wird und die beiden Anschläge 38, 40 auf die Länge des Dübels zusammengeschoben werden. Über eine Wegmesseinrichtung 42, die mit dem beweglichen Anschlag 40 gekoppelt ist, kann die Steuereinheit 14 einen Abstand 44 zwischen den beiden Anschlägen 38, 40 messen und die Länge des Dübels ermitteln. Die für eine Montage des Dübels benötigte Bohrtiefe 12 kann zum Beispiel der Länge des Dübels entsprechen. Die Steuereinheit 14 kann die gewünschte Bohrtiefe 12 automatisch entsprechend der gemessenen Länge des Dübels einstellen. Der Benutzer kann über die Bedientasten 18 die von der Steuereinheit 14 vorgeschlagene Bohrtiefe 12 korrigieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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