DE102012101008A1

DE102012101008A1 - Leitungserkennung mit einer Bohrvorrichtung

Info

Publication number: DE102012101008A1
Application number: DE201210101008
Authority: DE
Inventors: Hans Baumann; Mario Baur; Heidi Brolli; Steffen Fritz; Gerd Günther; Eugen Hangleiter; Peter Schenk; Thomas Vetter; Rolf Speer
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-08-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leitungserkennung bei einem Bohrvorgang mit einer Bohrvorrichtung (1). Ein Signal (2) wird durch einen Sender (3) in mindestens ein, vorzugsweise geerdetes Leitungsnetz (4) eingespeist und das Signal (2) durch einen Empfänger (5) detektiert. Außerdem betrifft die Erfindung eine Bohrvorrichtung (1) und ein Bohrfutter (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leitungserkennung bei einem Bohrvorgang mit einer Bohrvorrichtung.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Bohrvorrichtung bestehend aus einer Bohrmaschine und einem mit der Bohrmaschine verbindbaren Bohrfutter.
Möglichkeiten zur Leitungserkennung sind bereits hinreichend bekannt, die insbesondere als Metallsuchdetektoren in einer Wand verborgenes Metall erkennen können. Ein derartiger Metalldetektor ist beispielsweise in der DE 42 00 518 A1 gezeigt, wobei zwei in einem 90 Grad-Winkel angeordnete, auf Ferritstäbe gewickelte Spulenpaare, mit ihrem einen Ende an jeweils einem Oszillator und ihrem anderen Ende an einer gemeinsamen Masse angeschlossen sind. Die beiden Oszillatoren werden dabei mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben, so dass unterschiedliche Magnetfelder entstehen. Wird ein Metall gefunden, so wird die Amplitude der Schwingung aufgrund des elektromagnetischen Einflusses des Metalles gedämpft. Diese Dämpfung kann mit einem Demodulator des Oszillators gemessen werden. Beim Bohren ist allerdings von Nachteil, dass zwei unabhängige Bauteile, nämlich die Bohrvorrichtung und das Leitungsdetektionsgerät verwendet werden müssen, um zu gewährleisten, dass keine Leitung angebohrt wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, bei denen nur noch eine Baugruppe zum Erkennen der Leitung und zum Bohren benötigt wird.
Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung ein Bohrfutter bereitzustellen, das nunmehr über eine rein mechanische Einheit hinausgeht und auch elektrisch betriebene Komponenten enthalten kann.
Bei einem Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Signal durch einen Sender in mindestens ein, vorzugsweise geerdetes Leitungsnetz eingespeist und das Signal durch einen Empfänger detektiert wird.
Damit ist der Vorteil verbunden, dass in die Bohrvorrichtung eine zusätzliche Sicherheitsfunktion integriert werden kann, weil ein Leitungsnetz während des Bohrvorgangs erkannt und eine Beschädigung verhindert werden kann. Weiterhin wird nunmehr kein zusätzliches Gerät zur Leitungserkennung benötigt.
Dabei ist es sinnvoll, wenn der Bohrvorgang bei Detektion des Signals gestoppt wird. Auch hiermit können Wasser-, Gas- und Elektroleitungen davor bewahrt werden, vom Benutzer der Bohrvorrichtung angebohrt zu werden.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Sender einem Bohrfutter oder einer Bohrmaschine der Bohrvorrichtung und der Empfänger dem mindestens einen Leitungsnetz zugeordnet ist. Dabei wird bei jedem Bohrvorgang ein Signal in das Leitungsnetz durch die Bohrmaschine eingebracht, wenn diese sich in Nähe des Leitungsnetzes befindet. Über den Empfänger kann somit ein Warnhinweis ausgegeben werden, dass sich der Bohrer der Bohrvorrichtung in der Nähe des Leitungsnetzes befindet.
Sinnvoll ist außerdem, wenn der Empfänger an einem dem Betrieb der Bohrvorrichtung dienenden Netzstecker oder einem Zwischenstecker vorgesehen ist, und dass die Stromzufuhr der Bohrvorrichtung bei Detektion des Signals durch den Empfänger unterbrochen wird. Auch hiermit ist eine weitere Sicherheitsfunktion für den Benutzer geschaffen.
Sinnvoll ist weiterhin, wenn der Empfänger in dem Bohrfutter oder der Bohrmaschine der Bohrvorrichtung vorgesehen und der Sender dem Leitungsnetz zugeordnet ist. Hierdurch kann beispielsweise ein Signal in die Stromleitung durch Aufmodulation auf die Netzspannung eingebracht werden. Bei dem Signal handelt es sich vorzugsweise um ein mittels OFDM (Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren) aufmoduliertes Signal. So kann der Empfänger, wenn er in der Nähe der Stromleitung das aufmodulierte Signal detektiert, den Bohrvorgang stoppen.
Bevorzugt ist außerdem, wenn der Sender an einem dem Betrieb der Bohrvorrichtung dienenden Netzstecker oder einem Zwischenstecker vorgesehen ist. Hierdurch können die Bohrmaschine und der Sender mit ein- und derselben Energiequelle mit Energie versorgt werden.
Eine weitere Sicherungsfunktion ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrmaschine über einen Spindelstopp verfügt, der bei Detektion des Signals durch den Empfänger aktiviert wird.
Um das Signal auch in sehr großen Tiefen der Wände beim Bohrvorgang detektieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn ein in die Bohrvorrichtung eingesetztes Bohrwerkzeug als eine Antenne genutzt wird.
Besonders bevorzugt ist auch, wenn das Signal mindestens eine Frequenz, vorzugsweise ein Frequenzband aufweist. Manche Frequenzen werden durch das Mauerwerk gedämpft, wohingegen andere Frequenzen besser durch das Mauerwerk hindurch gelangen. Der Empfänger empfängt somit unterschiedliche Frequenzen, so dass die Funktion der die Leitung erkennenden Bohrvorrichtung aufrecht erhalten bleibt.
Im Rahmen der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Frequenz aus dem Hochfrequenzbereich, vorzugsweise mit einer eindeutigen Kennung, gewählt wird. Eine Möglichkeit, ein Hochfrequenzsignal in eine Leitung einzuspeisen, ist beispielsweise in der DE 10 2004 058 266 B4 gezeigt, wohingegen diese so genannten „Home-Plug-Adapter“ weiterhin ausgestaltet sind, ein Verschlüsselungssignal aufzumodulieren. Damit ist gewährleistet, dass der Empfänger tatsächlich auch das vom Sender emittierte Signal erkennt. Bevorzugt sind hierbei Frequenzen in einem Bereich zwischen 100 MHz und 10 GHz.
Für bestimmte Mauerwerkstypen hat es sich ebenfalls als bevorzugt erwiesen, dass das Signal als ein Ultraschallsignal oder ein Funksignal in das Leitungsnetz eingespeist wird. Insbesondere bei Gasleitungen ist es sinnvoller ein akustisches Ultraschallsignal, als ein elektromagnetisches Signal in die Leitung einzubringen.
Es hat sich auch als bevorzugt erwiesen, das Signal über eine Steckdose in das Leitungsnetz einzubringen, wie es bei den vorgenannten Home-Plug-Adaptern der Fall ist. Die Steckdose ist dabei mit einer geerdeten Leitung verbunden, so dass das dort eingebrachte Signal auch in die geerdeten Wasser- und Gasleitungen eingespeist wird.
Außerdem ist es sinnvoll, wenn bei Detektion des Signals ein optischer und/oder akustischer und/oder fühlbarer Warnhinweis erzeugt wird. Hierdurch wird ein Anbohren des Leitungsnetzes durch den Warnhinweis vorhergesagt und der Benutzer kann den Bohrvorgang einstellen.
Die die Bohrvorrichtung betreffende Aufgabe wird bei einer Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein in ein Leitungsnetz Signale einspeisender Sender und ein die Signale detektierender Empfänger vorgesehen sind.
Auch hierdurch ist eine einteilige Bohrvorrichtung geschaffen, die keinen gesonderten Leitungsdetektor zum Erkennen von Leitungsnetzen benötigt, da dieser in der Bohrvorrichtung integriert ist.
Es ist dabei sinnvoll, wenn der Sender in dem Bohrfutter oder in der Bohrmaschine vorgesehen ist. Hierdurch kann das Signal auf eine Leitung übertragen werden und durch den dem Leitungsnetz zugeordneten Empfänger detektiert werden.
Dabei hat es sich als bevorzugt erwiesen, dass in dem Bohrfutter eine Energieversorgung vorgesehen ist, die vorzugsweise als eine elektrische Speicherzelle oder als ein Kinetik-Werk gebildet ist. Diese Speicherzelle oder das Kinetik-Werk wie es bei einer Automatikuhr verwendet wird, kann dabei den Sender mit Energie versorgen. Ein derartiges auf kleinstem Raum ausgestaltetes Kinetik-Werk zeigt beispielsweise die EP 1 018 675 B1 . Hier ist ein Wechselstromgenerator realisiert, dessen Generatorspule von einer halbkreisförmig gestalteten Schwungmasse angetrieben wird. So wird durch die Armbewegung des Benutzers und die Massenträgheit der Schwungmasse eine Umdrehung der Generatorspule und damit eine Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie geschaffen. Die Wechselspannung wird über einen Gleichrichter in eine Gleichspannung gewandelt und die elektrische Energie wird in einem Kondensator gespeichert. Dieser ist geeignet, eine von Schwankungen befreite Spannung an einem Motor anzulegen. Im Falle der Bohrvorrichtung wird die Spannung an dem Sender angelegt. Weiterhin ist es möglich, dass durch die Rotation des Bohrfutters eine induktive Energieerzeugung zur Energieversorgung des Senders eingesetzt wird.
Um den Sender nicht durch eine permanente Energieversorgung das Signal permanent aussenden zu lassen, hat es sich als bevorzugt erwiesen, dass in dem Bohrfutter ein die Rotation des Bohrfutters detektierender Bewegungssensor vorgesehen ist, welcher vorzugsweise als ein Fliehkraftsensor gebildet ist. Sobald das Bohrfutter rotiert, detektiert dies der Fliehkraftsensor und veranlasst den Sender das Signal auszusenden.
Um das Signal besser senden oder empfangen zu können, ist es sinnvoll, wenn im Bohrfutter Spannbacken geführt sind, die als ein Signalleiter zu einem als eine Sendeantenne oder eine Empfangsantenne gebildeten Bohrwerkzeug gestaltet sind.
Im Rahmen der Erfindung hat es sich als bevorzugt erwiesen, wenn der Sender als eine autarke Sendeeinheit gebildet ist. Diese autarke Sendeeinheit könnte beispielsweise als ein bereits bekannter Home-Plug-Adapter gebildet sein und besitzt weiterhin den Vorteil, dass auch kabellos betriebene Bohrvorrichtungen oder Akkuschrauber eingesetzt werden können.
Die das Bohrfutter betreffende Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, dass in dem Bohrfutter eine Energieversorgung vorgesehen ist. Damit können stromverbrauchende Mittel im Bohrfutter eingesetzt werden. Insbesondere ist es dabei durch den Einsatz der Energieversorgung möglich, die Spannkraft umdrehungsabhängig durch Anlegen einer Spannung an in den Spannbacken vorgesehenen Piezo-Elementen zu erhöhen. Die Energieversorgung kann dabei auf konventionelle Weise gebildet sein, wobei insbesondere eine elektrische Speicherzelle oder das bereits oben beschriebene Kinetik-Werk in Frage kommt.
Weiterhin hat sich als bevorzugt erwiesen, wenn eine Einheit zum Datenempfang und / oder Datenversand eines Signals vorgesehen ist. An dieser Einheit wird durch die Energieversorgung eine Spannung angelegt. Hierbei kann das bereits oben beschriebene Signal gesendet oder empfangen werden. Außerdem lassen sich auch andere Daten empfangen und senden, wobei bevorzugt beispielsweise die aktuell wirkende Spannkraft an eine Recheneinheit zur Verarbeitung und Visualisierung für einen Benutzer gesendet wird.
Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung, und
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung.
In 1 ist schematisch eine Bohrvorrichtung 1, bestehend aus einer Bohrmaschine 7 und einem mit der Bohrmaschine 7 verbindbaren Bohrfutter 6 gezeigt, in welchem ein in ein Leitungsnetz 4 Signale 2 einspeisender Sender 3 und ein die Signale 2 detektierender Empfänger 5 vorgesehen sind.
Bei der Bohrmaschine 7 handelt es sich es sich um eine über ein Kabel 11 mit Strom versorgte Bohrmaschine 7, wobei der Sender 3 in dem Bohrfutter 6 der Bohrvorrichtung 1 angeordnet ist. Zur Bestromung des Senders 3 ist eine in der Zeichnung als Blackbox markierte Energieversorgung 13 in Form eines Kinetik-Werks in dem Bohrfutter 6 angeordnet.
Im gezeigten Bohrfutter 6 sind Spannbacken 12 geführt, die als ein Signalleiter zu einem als eine Sendeantenne gebildeten Bohrwerkzeug 9 gestaltet ist.
In der Figur ist durch Wellenlinien zu erkennen, dass das Signal 2, welches vom Sender 3 emittiert wird, auf ein Leitungsnetz 4 übertragen wird.
Beim gezeigten Leitungsnetz 4 handelt es sich um ein geerdetes Leitungsnetz 4, wie das elektrotechnische Symbol für Erdung darstellen soll.
Das Signal 2 wird über das geerdete Leitungsnetz an den geerdeten Kontakt der Steckdose 10, in die die Bohrvorrichtung 1 eingesteckt ist, geleitet.
Als Zwischenstecker ist der das Signal 2 empfangende Empfänger 5 vorgesehen, der bei Detektion des Signals 2 die Stromversorgung der Bohrmaschine 7 unterbricht.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung 1 gezeigt, wobei hier der Empfänger 5 im Bohrfutter 6 vorgesehen ist. Über einen Adapter wird das Signal 2 in den geerdeten Teil der Steckdose 10 vom Sender 3 in das Leitungsnetz 4 eingespeist. Die gestrichelte Linie bedeutet dabei, dass nunmehr keine Kabelverbindung mehr zwischen der Bohrvorrichtung 1 und dem in der Steckdose 10 vorgesehenen Sender 3 bestehen muss, wonach diese Bohrvorrichtung 1 insbesondere auch bei mit Akkumulatoren betriebenen Bohrvorrichtungen 1 oder Akkuschraubern Verwendung findet.
Auch hier sind im Bohrfutter 6 Spannbacken 12 geführt, welche hier als ein Signalleiter zu dem als eine Empfangsantenne gebildeten Bohrwerkzeug 9 gestaltet sind.
Aus der Figur wird weiterhin ersichtlich, dass der Sender 3 als eine autarke Sendeeinheit gebildet sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Bohrvorrichtung
2: Signal
3: Sender
4: Leitungsnetz
5: Empfänger
6: Bohrfutter
7: Bohrmaschine
8: Netzstecker
9: Bohrwerkzeug
10: Steckdose
11: Kabel
12: Spannbacken
13: Energieversorgung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4200518 A1 [0003]
DE 102004058266 B4 [0016]
EP 1018675 B1 [0023]

Claims

Verfahren zur Leitungserkennung bei einem Bohrvorgang mit einer Bohrvorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal (2) durch einen Sender (3) in mindestens ein, vorzugsweise geerdetes Leitungsnetz (4) eingespeist und das Signal (2) durch einen Empfänger (5) detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrvorgang bei Detektion des Signals (2) gestoppt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (3) einem Bohrfutter (6) oder einer Bohrmaschine (7) der Bohrvorrichtung und der Empfänger (5) dem mindestens einen Leitungsnetz (4) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (5) an einem dem Betrieb der Bohrvorrichtung (1) dienenden Netzstecker (8) oder einem Zwischenstecker vorgesehen ist, und dass die Stromzufuhr der Bohrvorrichtung (1) bei Detektion des Signals durch den Empfänger (5) unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (5) in dem Bohrfutter (6) oder der Bohrmaschine (7) der Bohrvorrichtung vorgesehen und der Sender (3) dem Leitungsnetz (4) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (3) an einem dem Betrieb der Bohrvorrichtung (1) dienenden Netzstecker oder einem Zwischenstecker vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrmaschine (7) über einen Spindelstopp verfügt, der bei Detektion des Signals (2) durch den Empfänger (5) aktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Bohrvorrichtung (1) eingesetztes Bohrwerkzeug (9) als eine Antenne genutzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (2) mindestens eine Frequenz, vorzugsweise ein Frequenzband aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz aus dem Hochfrequenzbereich, vorzugsweise mit einer eindeutigen Kennung, gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz in einem Bereich zwischen 100 MHz und 10 GHz liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (2) ein Ultraschallsignal oder ein Funksignal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (2) über eine Steckdose (10) in das Leitungsnetz (4) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektion des Signals (2) ein optischer und / oder akustischer und / oder fühlbarer Warnhinweis erzeugt wird.
Bohrvorrichtung (1), bestehend aus einer Bohrmaschine (7) und einem mit der Bohrmaschine verbindbaren Bohrfutter(6), dadurch gekennzeichnet, dass ein in ein Leitungsnetz (4) Signale (2) einspeisender Sender (3) und ein die Signale (2) detektierender Empfänger (5) vorgesehen sind.
Bohrvorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (3) in dem Bohrfutter (6) oder der Bohrmaschine (7) vorgesehen ist.
Bohrvorrichtung (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bohrfutter (6) eine Energieversorgung (13) vorgesehen ist, die vorzugsweise als eine elektrische Speicherzelle oder als ein Kinetik-Werk gebildet ist.
Bohrvorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bohrfutter (6) ein die Rotation des Bohrfutters (6) detektierender Bewegungssensor vorgesehen ist, welcher vorzugsweise als ein Fliehkraftsensor gebildet ist.
Bohrvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Bohrfutter (6) Spannbacken (12) geführt sind, die als ein Signalleiter zu einem als eine Sendeantenne oder eine Empfangsantenne gebildeten Bohrwerkzeug (9) gestaltet sind.
Bohrvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (3) als eine autarke Sendeeinheit gebildet ist.
Bohrfutter (6) gekennzeichnet durch eine in dem Bohrfutter vorgesehene Energieversorgung (13).
Bohrfutter (6) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit zum Datenempfang und / oder Datenversand eines Signals (2) vorgesehen ist.